Проведен системный анализ возможностей и границ повторного использования материалов в рамках промышленной экологии. Дана классификация невозобновляемых материалов. Отражены направления использования отдельных классов невозобновляемых материалов. Рассмотрены критерии эффективности повторного использования материалов. Приведены структурные признаки замкнутого цикла. Охарактеризованы возможные формы замкнутого цикла. Показано значение замкнутого цикла для обеспечения устойчивого развития. Рассмотрена роль энергии в обеспечении замкнутого цикла. Исследовано сжигание как возможный процесс утилизации отходов. Показана двойственная (позитивная и негативная) роль технологий для обеспечения устойчивого развития. Определено значение инновационных технологий для успешного перехода к промышленной экологии. Сделан вывод о необходимости расширенного использования существующей и испытанной устойчивой техники; инноваций и разработки новой устойчивой техники.

промышленная экология

устойчивое развитие

замкнутый цикл

1. Дорохина Е.Ю., Огольцов К.Ю. К вопросу о концептуальном понимании промышленной экологии // Путеводитель предпринимателя. – 2012. – № 16. – С. 95–103.

2. Дорохина Е.Ю., Огольцов К.Ю. О возможных стратегиях устойчивого развития и промышленной экологии // Путеводитель предпринимателя. – 2013. – № 17. – С. 100–108.

3. Дорохина Е.Ю., Пантелеев С.С. К вопросу о трех столпах устойчивого развития // Научные труды SWorld. – 2012. – Т. 33, № 4. – С. 16–21.

4. Allen D.T. An Industrial Ecology: Material flows and engineering design. Department of Chemical Engineering, Universitiy of Texas – Discussion Paper Austin, 2003.

5. Cohen-Rosenthal E. Making sense out of industrial ecology: a framework for analysis and action// Journal of Cleaner Production, 12. Jg. (2004), H. 8-10, P. 1111–1123.

Закрытие оборота материалов путем возврата в производство или потребления остатков производственных процессов или отслуживших срок старых продуктов и утильсырья называется замкнутым циклом. Замкнутый цикл как экономическая деятельность имеет длительные исторические традиции.

Цель нашего исследования - системный взгляд на возможности и границы возвращения материалов в рамках перехода к промышленной экологии (ПрЭ). Это - значимая и пока не решенная по ряду причин проблема. Процессы замкнутого цикла сложно охватить одним взглядом, в частности, трудно разграничить замкнутый цикл и управление отходами. Хотя известны основные структурные признаки замкнутого цикла, понятие это настолько многогранно, что даже в ПрЭ оно определяется разными способами. Для ПрЭ важны все формы замкнутого цикла - повторное использование, другое применение - во всех их проявлениях, причем переходы между названными формами часто размыты. Собственно говоря, возможность повторного использования материалов в хозяйственном обороте является одной из основных необходимых предпосылок функционирования ПрЭ. Подсмотренное у природы свойство - способность разбирать сложные материалы на их исходные компоненты для нового использования последних . При этом необходимо выяснить, какие формы замкнутого цикла играют существенную роль, и какие встречаются приложения. Различают 3 класса невозобновляемых материалов (см. таблица).

Классификация невозобновляемых материалов

Эта классификация относительна, так как технические возможности и экономические условия постоянно меняются, и участникам процессов не всегда известно, к какому классу относится материал.

Переход к ПрЭ требует, во-первых, увеличения использования в промышленных производственных процессах материалов из классов I и II, во-вторых, избегания материалов из класса III, в-третьих, нахождения путей компенсации незаменимых материалов из класса III с помощью инноваций в классах I и II. Разумеется, в классе III речь идет, прежде всего, о сильно диссипативных материалах, которые при применении рассеиваются в окружающей среде. Границы их повторного использования определяются лишь законами термодинамики, но с увеличением их применения необходимые издержки стремятся к бесконечности.

Экономическую границу замкнутого цикла разных материалов обуславливает отношение доли привлекательного сырья в природных материалах к его доле во вторичных материалах. Чем меньше эта величина, тем выгоднее обратное получение. При отношении существенно большем единицы замкнутый цикл представляет собой экономически невыгодную форму получения сырья . В конечном счете, все зависит от плотности сырья в первоначальном материале, которая имеет тенденцию к сокращению. С другой стороны, считается, что с уменьшением концентрации вновь обретаемого сырья во вторичных материалах экспоненциально растут затраты энергии для обратного получения.

Эмпирически доказано, что еще не израсходован экономический потенциал повторного использования тяжелых металлов, представляющих собой опасные отходы (hazardous waste). Однако ему противостоят диссипативные потери экотоксических субстанций, концентрация которых в экосфере во многих случаях повышается. Так как использование тяжелых металлов в ходе индустриализации непрерывно росло, то диссипативные потери постепенно приобретали все большее значение. Хотя не все экотоксические последствия и критические концентрации известны, но, начиная с их определенных уровней, можно ожидать значительных нарушений в окружающей среде.

Мы видим большой потенциал в освещении приложений ПрЭ, так как недостаток информации и правовых норм ограничивают инициативы даже по их экономически выгодному применению. Против использования невозобновляемых материалов III класса есть две причины: безвозвратное использование и истощение соответствующих материалов; токсические последствия для экосистем.

Вместе с тем может быть только один путь, реализуемый последовательно всеми заинтересованными лицами. Это путь, ведущий в направлении ПрЭ, т. е. к тому, чтобы все высоко диссипативные материалы соответствовали бы критерию непротиворечивости окружающей среде . Ждать до тех пор, когда технический прогресс позволит замкнуть оборот материалов, когда ресурсы станут настолько дорогими, что не будет никакого иного пути, было бы выражением неуместной инертности имеющихся промышленных систем. Каждая ступень и каждый элемент ПрЭ требует активного подхода. Можно выделить следующие ступени замкнутого цикла:

Непосредственный замкнутый цикл (в пределах того же самого производственного процесса);

Опосредованный замкнутый цикл (в пределах того же самого производственного процесса при временнoм или пространственном переносе);

Интегрированный замкнутый цикл (комбинация из обоих вышеназванных образований при дополнительном включении конструктивных элементов или блоков производственного процесса);

Системно-интегрированный замкнутый цикл (комбинация интегрированных в процесс внутренних положений замкнутого цикла с внешними, реализуемыми на другом предприятии производственными процессами).

При этом необходимо обеспечить, чтобы вторичные продукты использовались как можно раньше и в ближайшем регионе. Это даст экономические преимущества, связанные с уменьшением транспортных расходов и расходов по хранению. Чем выше стоимость вновь используемых благ, тем сильнее становится последний аспект.

Для ПрЭ требуется концепция, которая обобщает все формы замкнутого цикла в холархическую систему. Кроме того, нужны новые технологии возвращения материалов, продолжающие дело надежных и давно известных замкнутых циклов металлов, стекла и бумаги. При этом речь идет о материалах, для которых, вследствие их относительно простой химической и механической разделимости, уже теоретически возможен замкнутый цикл. Разумеется, даже в уже реализуемых кругооборотах материалов еще имеются нерешенные проблемы с примесями и недостаточной чистотой вторичных материалов, препятствующие более полному повторному использованию материалов. Например, в случае металлов, приобретающих специфические свойства при легировании, смешивание в ходе замкнутого цикла приводит к регулярному снижению качества вторичных материалов. Заметим, что металлы, как раз, характеризуются хорошей приспособляемостью к замкнутому циклу. Регулярно появляющиеся примеси при каждом кругообороте накапливаются во вторичном сырье и уменьшают его чистоту, что фактически соответствует даунциклингу. В рамках ПрЭ можно расширить границы управления циркуляцией, так как постепенно разрабатываются новые технические и организационные процессы очистки для тех циркуляций материалов, в которых этот феномен раньше не встречался. В перспективе это станет возможным в существенно большем объеме, так как и природное сырье характеризуется смесями материалов, которые затем разделяются посредством технологических процессов. Тем не менее, для функционирования ПрЭ неизбежна ориентация на замыкание циклов используемых в производстве материалов. При этом будет играть существенную роль «проектирование окружающей среды» (Design for Environment). При ПрЭ доля замкнутого цикла в производстве стремится к 1, так как это - целевое значение, устанавливаемое природой как «образцом». В любом случае это значение может быть достигнуто только в долгосрочной перспективе, так как многие материалы при нынешних замкнутых циклах теряют в качестве, и применимое сырье можно получить только при добавлении новых материалов.

Замкнутый цикл и энергия

Значение замкнутого цикла для устойчивой экономики можно оценить, анализируя следующие основные принципы, предлагаемые экологией:

а) все применимые невозобновляемые ресурсы должны повторно использоваться, пока это возможно;

б) отношение энергии, используемой для производства и потребления продуктов, и энергии, расходуемой для повторного предоставления сырья, должно быть изменено в пользу замкнутого цикла (т.е. доля энергии в замкнутом цикле в общеэкономическом потреблении энергии существенно увеличится);

в) невозобновляемые ресурсы могут быть введены в циркуляцию только в таком объеме, в каком для этого имеется регенеративная энергия, непригодная для других форм использования;

г) экономика потребления должна признаваться экономически равноценной экономике производства, так как создание там добавленной стоимости представляет собой существенную основу для производства.

Предпосылкой выполнения этих правил является то, что в долгосрочном периоде в распоряжении будут находиться исключительно возобновляемые энергоносители и в единицу времени - лишь ограниченное количество энергии. Вытекающие отсюда ограничения по использованию энергии в индустриальном обществе должны быть операционализированы с помощью критериев устойчивости . Пункты б) и в) показывают, что это вызывает проблему распределения. Если ограниченный ресурс «энергия» не теряется, как это было до сих пор, при нежелательной диссипации веществ в процессах производства и потребления, а направляется на возвращение сырья, то становится очевидным, что прежние способы производства эксплуатировали основы своего собственного существования с двух сторон: сырьевой и энергетической. Если обе стороны теперь рассматривать с энергетической точки зрения и их использование подчинить естественным ограничениям, то доступность энергии станет в конечном итоге самым узким местом промышленных процессов. Если привлекаться в хозяйственный оборот или связываться в продуктах должно большее количество материалов, то должно использоваться больше дефицитной энергии. Как утверждает экология, с возрастанием использования биомассы увеличивается расход энергии по техническому обслуживанию и ремонту. То есть, переход к ПрЭ не может пройти безрезультатно для объема и качества, как промышленного производства, так и массового потребления. Хотя эффективность и состоятельность (непротиворечивость) необходимы для жизнеспособной экономики, но без выполнения условий существования они не являются целевыми характеристиками. Технология, порождающая материальные и энергетические потоки, будет играть решающую роль при переходе к устойчивому развитию. Таким образом, неизбежно, что уже при планировании и конструировании продуктов следует принимать во внимание способность применяемых материалов к замкнутому циклу, и, кроме того, возможность применения бoльшего количества вторичных материалов. Это означает не что иное, как полное обновление способов производства при постоянном учете требований ПрЭ. Если речь идет о возвращения материалов в экономическую циркуляцию, то необходимо решение многокритериальной задачи, учитывающей, с одной стороны, соотношение между экономическими издержками и экологическими последствиями, а, с другой стороны, качество вновь обретаемых материалов и их экономическую эффективность. Термодинамика указывает на то, что энергетические затраты (и соответственно издержки) растут с уменьшением доли обратного получения и снижением качества вторичного сырья. Связь выражается следующим образом. Чем меньше плотность материала, предназначенного для повторного использования, тем дороже его концентрирование до приемлемой меры, поскольку это влечет за собой непропорциональное использование энергии. Тем не менее, этот процесс требует подробного анализа. Если на экологическом уровне рассматривать условия повторного и дальнейшего применения материалов, то на 5 ступенях трофики от первоначального производителя к первичному, вторичному и третичному потребителям, а также деструентам, можно видеть относительно возрастающую потерю энергии в форме излучаемого, т.е. неполезного тепла. Для перехода к ПрЭ потери энергии от одной до другой ступени потребления нужно описывать нормативными методами, учитывающими природно-экологические принципы. Сейчас сложно определить, какие именно процессы замкнутого цикла из-за чрезмерного использования энергии будут оказывать отрицательное влияние на устойчивое развитие, т.е. на «прочность» экосистемы. В обозримом будущем энергия солнца все-таки будет излучаться в экосистему Земли, поэтому узкими местами будут сохранение невозобновляемых материалов и устранение из природного кругооборота веществ, чуждых природе. Отрицательная экологическая «стоимость» потери материала не может превосходить стоимости экологических последствий предоставления энергии. Или, иначе выражаясь, в отношении устойчивости оптимальными являются такие антропогенные процессы замкнутых циклов, при которых предотвращенная отрицательная стоимость (окончательной) потери материала сопоставима со стоимостью предоставления необходимой для процесса (регенеративной) энергии. Проблема «оценки» на основе этого простого правила еще не решена.

Сжигание как стратегия утилизации отходов

Сжигание материалов, неинтегрируемых более в хозяйственный оборот, некоторыми специалистами называется «тепловым применением» и также считается формой замкнутого цикла. С точки зрения термодинамики, этого не может быть, так как сожженные материалы содержат негэнтропию (отрицательную энтропию), но при сгорании или производят энтропию в форме диссипации или, в лучшем случае, полезное тепло . Полученная тепловая энергия (которая, с точки зрения энтропии, представляет собой обесцененный вид энергии) сопоставляется с энергией, заключенной в сожженных (и диссипируемых) материалах. Последняя по своей значимости многократно превышает извлеченное тепло. Сжигание ранее применяемых, но по разным причинам утративших свою полезность, материалов согласно термодинамике является убыточным делом, поэтому не может относиться к методам замкнутого цикла и в рамках ПрЭ должно быть исключением. Оно представляет собой вынужденную меру при отсутствии фантазии и творческого подхода. Только в единичных случаях, которые следует тщательно проверять, сжигание может стать устойчивым решением, оставаясь в целом исключением. Процессы замкнутого цикла требуют адекватной технологии, учитывающей экономические, экологические и социальные интересы. В частности, при нынешних условиях экономические и экологические оптимумы технологических процессов находятся далеко друг от друга и, несомненно, требуют сближения. Известно, что создание мощностей по сжиганию требует высоких капитальных вложений, поэтому некоторые слои общества могут быть заинтересованы в их строительстве. При этом многие зависимости (экологические, социальные) недооцениваются. Отвергаются пути использования, которые могли бы составить конкуренцию сжиганию.

Значение инновационных технологий для обеспечения устойчивого развития

Технология как продукт культурной эволюции человечества при переходе к ПрЭ приобретает большое, если не решающее, значение. Технология играет ключевую роль для преобразования социально-экономических процессов в рамках ПрЭ. Технические инновации явились ядром индустриализации и следующего за ней экономического развития. При этом роль их двояка. Каждая новая технология только тогда становится успешной, когда присоединяемая к ней человеческая составляющая положительно корреспондирует с техникой, т. е. они способны к соединению. В этом случае новая технология может широко распространиться. Такой процесс называется диффузией технологии.

Технология, напротив, может стать и препятствием для перехода к ПрЭ, так как при высоких инвестициях возникают теневые зависимости.

Исторически культурную и технологическую эволюцию можно разделить на 3 крупных фазы: общество охотников и собирателей, аграрное общество и индустриальное общество. В ходе культурно-технологической эволюции из-за использования новых технологий непрерывно увеличивалось антропогенно вызванное потребление энергии и сырья. Идеализированное мнение многих экологов состоит в том, что устойчивой опцией будущего является отказ от технологии (в общем смысле), так как технология представляет собой главное звено, обусловливающее экологический кризис.

Заключение

На наш взгляд, динамика технологического развития является решающим элементом при переходе к ПрЭ. Антропогенное преобразование природных систем уже настолько продвинулось, что технологии и их действие на окружающую среду стали неотъемлемой частью планеты Земля. Жизнь как феномен возникла и поддерживается путем интеграции материи и энергии. Антропогенно-культурное развитие неотъемлемо связано с экологическим развитием. Первое возможно только путем преобразования материи на основе использования энергии. И окончательное решение этой задачи взяла на себя технология, которая должна приспосабливаться к вновь возникающим требованиям устойчивого развития. Вид и форма использование старой и, прежде всего, новой техники зависит от креативности участвующих лиц и общих экономических условий. В конечном счете, внедрение технических изобретений определяется экономическим эффектом, который они обеспечивают инвесторам. Инвесторы опять-таки зависят от системы стимулирования. Новая культурная организация материи всегда будет связана с технологией, так как только технология запускает феноменальные материальные и энергетические потоки. Таким образом, технологии соответствуют две стратегических опции: возрастающее использование существующей и испытанной устойчивой техники; инновации и разработка новой устойчивой техники.

Библиографическая ссылка

Главаx. Экологизация производства

10.1.Принципы и технологии экологизации производства

Основные направления. Начиная с 60-х годов экологическая ситуация и возрастание (в основном через экономику и законодательство) экологических требований к ведению хозяйства привели в разных странах к ряду изменений в промышленном производстве, энергетике, транспорте в направлении усиления природоохранных и средозащитных функций. Прежде часто беспечное и беспорядочное отношение к отходам производства, не подлежащим утилизации или вторичной переработке, сменилось более организованным их складированием и захоронением, созданием специализированных полигонов и хранилищ. Во многих случаях эта деятельность носила стихийный характер и была связана со стремлением скрыть опасные загрязнения. Примером может служить домпинг - «утопление» в водоемах, морях вредных химических и радиоактивных отходов в емкостях или просто «навалом».

По существу концентрированно и перемещение вредных веществ в пространстве или, наоборот, их разбавление в больших объемах транспортирующих сред - воздуха и воды - до сих пор остаются главными способами «охраны окружающей среды», хотя с экологической точки зрения представляют собой «заметание сора под лавку». В последние десятилетия это направление дополнилось довольно циничной «экологической геополитикой», при которой опасные агенты экспортируются в слаборазвитые страны - как в виде строительства там высокоотходных предприятий, так и в форме натурных загрязнителей.

Более прогрессивное направление - очистка выбросов и стоков от загрязнителей - по мере совершенствования соответствующих технологий постепенно переходит к улавливанию отходов уже в виде вторичного сырья, полезных материалов. Циклы реутилизации вторичного сырья включают производство различных изделий, сжигание органических отходов с получением полезной энергии, переработку мусора в компост, получение биогаза, обеспечение биотехнологий и др. Переориентация различных производств на малоотходные циклы основана на создании совершенного очистного и средозащитного оборудования, «экологизированной» техники, мусороперерабатывающих агрегатов и предприятий. В ряде развитых стран такая «экологическая промышленность» оказывается в ряду лидирующих производств, заметно расширяет сферу занятости и приносит немалую прибыль. Возникает ситуация, при которой экологические требования не противоречат экономическим интересам, когда капитал приобретается не за счет ухудшения состояния среды, а благодаря решению экологических проблем. Другими словами, происходит экологическая конверсия производства.

Экологизация промышленного производства нацелена на одновременное повышение эффективности и снижение его природоемкости. Она предполагает формирование прогрессивной структуры общественного производства, ориентированной на увеличение доли продукции конечного потребления при снижении ресурсоемкости и отходности производственных процессов. Существует несколько принципиальных направлений снижения природоемкости:

изменение отраслевой структуры производства с уменьшением относительного и абсолютного количества природоемких высокоотходных производств и исключением выпуска антиэкологичной продукции;

кооперирование разных производств с целью максимального использования отходов в качестве вторичных ресурсов; создание производственных объединений с высокой замкнутостью материальных потоков сырья, продукции и отходов;

смена производственных технологий и применение новых, более совершенных ресурсосберегающих и малоотходных технологий;

создание и выпуск новых видов продукции с длительным сроком жизни, пригодных для возвращения в производственный цикл после физического и морального износа; сокращение выпуска расходных материалов;

совершенствование очистки производственных эмиссии и транспортирующих сред от техногенных примесей с одновременной детоксикацией и иммобилизацией конечных отходов; разработка и внедрение эффективных систем улавливания и утилизации отходов.

Каждое из этих направлений в отдельности способно решить лишь локальную задачу. Для снижения природоемкости производства в целом необходимо объединение всех этих способов. При этом центральное место занимают проблемы технологического перевооружения, внедрения малоотходных технологий, экономического и технического контроля экологизации.

Экологизация энергетики помимо требований, относящихся к промышленному производству, предполагает осуществление разнообразных мер, которые направлены на:

постепенное сокращение всех способов получения энергии на основе химических источников, т.е. с помощью экзотермических химических реакций, в том числе окислительных и электрохимических, и в первую очередь - сжигания любого топлива;

максимальную замену химических источников природными возобновимыми источниками энергии, среди которых ведущая роль должна принадлежать солнечной энергии.

О соответствующих ресурсах и технических возможностях уже говорилось (гл.5). В идеале единственным действительно экологичным химическим топливом может стать только водород, полученный на основе ге-лиоэнергетического фотолиза воды. Что касается ядерной, в том числе и будущей термоядерной энергетики (на основе того же водорода, но в существенно меньшем количестве), то даже при абсолютном устранении всех форм радиационного загрязнения (что весьма проблематично) ocraeft ся неустранимое тепловое загрязнение экосферы.

Экологизация энергетики в рамках преобразования ее топливных ресурсов содержит множество резервов и принципиальных технических решений - от общего сокращения объема энергетики на основе всех форм экономии энергии до изменения структуры использования топлив и технологий преобразования энергии. Сейчас уже и энергетикам становится ясно, что главным мотивом вынужденной экологизации энергетики является не столько близость исчерпания топливных ресурсов, сколько требования глобальной экологии.

Экологизация транспорта предполагает:

включение экологических требований в организацию транспортных потоков с целью уменьшения транспортного загрязнения за счет сокращения холостых пробегов и рационализации маршрутов;

подавление тенденции индивидуализации транспортных средств и содействие развитию комфортного и экономичного общественного транспорта с целью уменьшения общего числа транспортных единиц:

создание новых транспортных средств и замена одних средств транспорта другими, более экологичными, а также создание новых, более экологичных двигателей для имеющихся транспортных средств;

разработка и применение более безопасных топлив или других энергоисточников; замена вредных топливных присадок каталитическими средствами оптимизации сжигания; дожигание и очистка выхлопов двигателей внутреннего сгорания;

пассивная и активная защита от шума.

Все эти меры очень важны, так как без них общая природоемкость транспорта в скором времени может превзойти природоемкость стационарной энергетики и промышленного производства.

Экологизация сельского хозяйства еще в недавнем прошлом казалась бы излишним требованием, так как неиндустриализированное земледелие и животноводство были по существу самой экологичной областью хозяйственной деятельности человека. Однако в XX веке произошло быстрое превращение сельского хозяйства в агропромышленное производство со всеми последствиями механизации и химизации. Индустриализация агрокомплексов и ферм, широкое применение минеральных удобрений и ядохимикатов повысили удельную продуктивность агроценозов, но снизили их экологичность и экологические качества сельскохозяйственной продукции. Для преодоления этой тенденции необходим комплекс мер, который помимо требований экологизации, характерных для промышленности, включает также:

ограничение использования солевых форм минеральных удобрений и замена их специально трансформированными органическими удобрениями и колловдированными органоминеральными смесями (эту технологию иногда обозначают как «биологическое» или «органическое» земледелие);

минимизацию применения пестицидов и максимальную замену их биологическими средствами борьбы с вредителями;

исключение гормональных стимуляторов и химических добавок при кормлении животных;

предельную осторожность в использовании трансгенных форм сельскохозяйственных растений и других продуктов генной инженерии;

применение наиболее щадящих методов обработки земли. Дальнейшее изложение касается в основном средств экологизации промышленного производства.

Модели производственных процессов с точки зрения экологии. Любой производственный процесс представляет собой некоторую систему, органически связанную с внешней средой. Такая производственная система получает из окружающей среды исходное сырье, материалы, энергию, а отдает в нее готовую продукцию и всевозможные отходы. Функционирование системы осуществляется благодаря потоку энергии, подводимой извне (электрической, солнечной и т.п.) либо генерируемой внутри системы за счет физико-химических процессов. К отходам относятся все вещества и материалы, тепловые выбросы, физические и биологические агенты, которые попадают во внешнюю среду и в дальнейшем уже не участвуют в получении продукции или энергии.

Рис. 10.1. Принципиальные модели технологических процессов:

А - незамкнутый; Б - замкнутый; В - изолированный

Если пользоваться представлениями термодинамики, то, как и все системы, технологические процессы в принципе подразделяются на три категории: незамкнутые (открытые), замкнутые и изолированные. Они представлены на рис. 10.1 в виде блоковых моделей. Абсолютное большинство реальных технологических процессов относятся к категории незамкнутых (рис. 10.1, А). Замкнутыми считаются такие системы, у которых отсутствует обмен с внешней средой веществом, но возможен обмен

энергией. Технологическим аналогом замкнутой системы может служить такой процесс, в котором полностью отсутствуют отходы химических веществ - твердые, жидкие и газообразные выбросы (рис. 10.1, Б). Например, конечная сборка изделия из готовых деталей. При этом обмен с внешней средой исходным сырьем и готовой продукцией во внимание не принимается, хотя продукцию также можно рассматривать как отложенный отход. Теоретически возможны и изолированные процессы, которые не дают ни материальных, ни энергетических отходов (рис. 10.1, В).

В общем случае все технологические процессы можно рассматривать с точки зрения их экологического соответствия. Относительно экологичными можно считать такие технологические процессы и производства, воздействие которых на окружающую среду в рамках определенных количественных соотношений не нарушает нормального функционирования природных экосистем. Неэкологичные техпроцессы создают повышенную техногенную нагрузку и оказывает негативное воздействие на состояние окружающей природной среды.

Неэкологичным может быть любой технологический процесс. Так, замкнутый техпроцесс, не имеющий отвода химических веществ в окружающую среду, нельзя считать экологичным, если он сопровождается вредными физическими воздействиями: тепловыми выбросами, шумами, электромагнитными полями и т.п.

Экологичность производственных процессов можно оценить с помощью метода сырьевых балансов, который основан на законах сохранения: масса всех используемых ресурсов (сырья, топлива, воды и т.п.) в конечном итоге равна массе готовых продуктов и промышленных отходов. Рассмотрим схемы материальных потоков в производствах разной степени замкнутости (рис. 10.2). Приняты следующие обозначения:

R - поток ресурсов (исходное сырье, основные и вспомогательные материалы, полуфабрикаты);

W - поток отходов (химические вещества и энергия), загрязняющий среду и уносящий определенную часть полезных ресурсов;

W y - поток уловленных отходов;

Р - поток готовой продукции.

Незамкнутому производственному процессу (рис. 10.2, А) соответствует следующее уравнение материально-технического баланса:

R = Р + W = (R – W y) + W. (10.1)

Скобки в уравнении указывают на единство потока (ресурсов и отходов). «Отходность производства» можно оценить по коэффициенту К отх = W/R. Соответственно коэффициент безотходности К б = Р/ R. Производственный процесс, предусматривающий очистку загрязняющих потоков, представлен схемой 10.2, Б, а при использовании уловленных веществ W y в качестве вторичного сырья - схемой 10.2, В. В последнем случае материально-технический баланс описывается системой уравнений:

(R + W y) = (R + W y - W)+W;

W = (W - W y) + W y .

В замкнутом производственном цикле (рис. 10.2, Г) происходит полная переработка и утилизация потока отходов W y , который вновь возвращается в сферу производства. Здесь потоки W и W y количественно равны, а поток готовой продукции Р соответствует потоку R.

В ряде работ рассматриваются математические модели экологичности техпроцессов с различными схемами входных, промежуточных и выходных потоков. В качестве характеристик потоков принимаются не только массовые расходы вещества, но и его концентрации, температура, давление, расход тепла и другие физические параметры, связанные между собой балансовыми уравнениями. Методы моделирования производственных процессов оказываются полезными при решении задач оптимизации технологий по экологическим критериям.

Рис. 10.2. Материальные потоки в производственных процессах различной степени замкнутости

Современное состояние экологической системы Земли приводит к различного рода усовершенствованиям и изменениям. Решение проблемы сохранения природных ресурсов, в том числе и водных, заключаетмся в создании и использовании безотходных сисетм производства. В основе безотходных технологий лежит принцип комплексного использования сырья и энергии. Также к моделям безотходного производства относят малоотходные принципы функционирования предприятий. Малоотходной называется такая технология, в которой по каким-то причинам не может быть реализована идеальная модель безотходного способа.

Основные отходы большинства предприятий - это отработанные воды с разной степенью загрязнения. Очистные сооружения предполагают изначально сбор, перевозку и затем очищение вод. Обычно при транспортировке и сборе отработанных вод происходит неизбежное смешение близких по своим свойствам и совершенно различных соединений, и это приводит к усложнению выделения нужных составляющих и очистки воды до нужного состояния. Иногда решение этой задачи остается невыполненным.

Сточные воды заводов химической промышленности изобилуют веществами одного лимитирующего признака вредности, которые проявляют мощное аддитивное действие. Поэтому действие очистных сооружений должно быть максимально направлено на то, чтобы снизить остаточное содержание отходов до нижнего порога допустимых концентраций. Это связано с серьезными капитальными и эксплуатационными затратами очистных сооружений.

Очистные сооружения, действующие по принципам механической, химической и биологической очистки сточных вод, не гарантируют уменьшения солесодержания в стоках, а иногда, в результате некорректной подготовки механизмов, эти концентрации существенно повышаются.

Создание замкнутых систем водоснабжения приводит к тому, что удельный расход испольсования свежей воды значительно снижается. На заводах химических волокон этот процесс проходит в два этапа. Первый этап заключается в мероприятиях, ведущих к снижению водопотребления без капитальных затрат. Второй же этап основывается на осуществлении этих мероприятий с помощью разнообразных очистных сооружений.

Создание замкнутых систем и соответствующих им очистных сооружений обусловлено тремя причинами: недостатком воды, снижением ассимилирующей способности у объектов, которые предназначены для приема промстоков и экономическими выгодами перед прямоточными системами водообеспечения.

Использование этих систем и соответствующих очистных сооружений позволяет выстраивать химические предприятия в районах с минимальными водными ресурсами, но приемлимыми с точки зрения экономико-географическими показателями.

«Мы еще можем обеспечить себя полезной и здоровой пищей. Но пока существует понятие прибыли, ваша задача как биологического организма просто выжить» Анатолий Кохан

Современная цивилизация на заре своего становления может обеспечить себя безопасной и здоровой пищей. Обеспечить экологически безопасной и здоровой пищей могут замкнутые экологические сельскохозяйственные циклы.

Возьмите участок для личного подсобного хозяйства и постарайтесь хоть иногда есть сами и угощать своих родных экологически чистым продуктом, который невозможно купить, ни на рынке, ни в магазине и ни за какие деньги.

Основой замкнутого сельскохозяйственного цикла является сбалансированное содержание сельскохозяйственных животных и выращивание сельскохозяйственных культур на ограниченном земельном участке как квази замкнутой экосистеме, частью которой является физически вынесенный за ее пределы потребитель – человек.

Таким образом мы получаем самовозобновляемый ресурс потребления в виде экологически чистого, полноценного по содержанию сельскохозяйственного продукта.

Замкнутые экологические сельскохозяйственные циклы позволят решить вопрос производства экологически чистых, полноценных с питательной точки зрения и здоровых в плане поддержания иммунитета продуктов в период разработки технологий производства полноценного минерального питания, если применение минерального питания покажет свою целесообразность.

Замкнутые экологические сельскохозяйственные циклы исключают применение минеральных удобрений, стимуляторов роста, гербицидов и аналогичных технологий сельского хозяйства.
Бактериологические и противоинфекционные мероприятия проводятся по мере необходимости. Замкнутые экологические сельскохозяйственные циклы локализуются на ограниченной территории, на которой поддерживается определенный бактериологический режим, состав микрофлоры и фауны, не способствующий, а препятствующий развитию опасных инфекций.

Первоначальное испытание прототипных технологий замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов в настоящее время проводится на базе ЛПХ Анатолия Кохана.

Направление работ по созданию и совершенствованию замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов необходимо продолжать и развивать. На сегодняшний день уже получены некоторые существенные результаты. Конечно, достигнутые результаты и рекомендации должны расширяться и уточняться, однако на сегодняшний день ими уже можно пользоваться в практической деятельности.

На современном этапе продукция, получаемая с помощью замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла имеет значение не столько повседневного питания, сколько аналога лекарственного средства, позволяющего восстановить естественные функции человеческого организма, связанные со строительством и восстановлением тканей, обмена веществ, лечением и профилактикой заболеваний, получивших с распространение в городской жизни, а также изменением питания человека.

Продукция обычного ЛПХ, охотничьи трофеи и собранные дары леса не могут их заменить или быть их эквивалентом, в связи с неконтролируемым загрязнением окружающей среды. Самые чистые районы являются потенциально и фактически местами усиленного загрязнения.

Создание замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла.

Изначально необходимо использовать участки сельскохозяйственного назначения, традиционно пригодные для различного вида сельскохозяйственных работ.

Подготовка участка для организации замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла. Планировка территории.

При этом вы должны учитывать не только характеристики верхнего слоя почвы, но и последующих, особенно характеристики связанные с впитываемостью влаги, рыхлостью и конечно химическую реакцию и особенности химического состава.

На этом этапе вы уже должны предварительно спланировать тип используемого замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла, виды разводимых сельскохозяйственных животных, птицы, выращиваемых сельскохозяйственных культур, плодовых деревьев и кустарников, а также деревьев и кустарников, используемых в технических и экологических целях.

Особое внимание необходимо обратить на ландшафт и естественный оборот влаги. Ваше хозяйство должно максимально использовать характеристики местности и свойства ирригационных сооружений, которые возможно вам придется сооружать.

Участок планируется таким образом, чтобы вы минимально использовали электричество и энергопотребляющие технологии. Оборот сельскохозяйственной продукции должен сочетаться с обогащением почв, очищением окружающей среды и возобновляемым энергоресурсом.

Если у вас небольшой участок для индивидуального использования, например: один гектар и меньше, даже если разрешенно использование «для животноводства» вы не сможете держать на нем крупный рогатый скот, даже одну корову. Этого участка мало. Вы не сможете содержать даже баранов. Замкнутый экологический сельскохозяйственный цикл вы можете рассчитывать на нескольких коз, небольшое количество птицы и, конечно, кроликов. Возможно ландшафт позволит вам сделать небольшой водоем для рыбы, ракообразных или моллюсков. Часть участка придется отвести на растениеводство и огород.

В любом случае вам придется использовать технику, поэтому сразу планируйте проезды и санитарные барьеры.

Плодовые деревья и кустарники будут выполнять роль санитарных барьеров и снегозадержания. Если вы используете дрова, нужно предусмотреть восполняемую посадку деревьев быстрорастущих пород для заготовки дров. Цикл должен быть полным и замкнутым, не зависимо от того, какие виды сельскохозяйственных животных вы разводите и какой севооборот вы организуете.

Если есть возможность, на участке вы должны организовать сбор воды в сельскохозяйственных, технологических, бытовых и противопожарных целях.

Также необходимо запланировать место сбора, сортировки и порядок утилизации отходов, связанных с применением техники, средств упаковки и транспортировки, которые не участвуют в цикле экологического возобновления.

Первичная очистка участка от загрязнения и запуск замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла.

После исследования состояния территории и потенциальных угроз, производится уборка поверхностного мусора и устранение опасных источников загрязнений. Необходимо помнить, что любая утилизация является частью экологического цикла. С этой целью проводится не захоронение или утилизация биологических и химически опасных материалов, а их нейтрализация с целью обеспечения последующей биологической безопасности.

После поверхностной уборки производятся мероприятия по нейтрализации потенциальных угроз загрязнения.

Финишная очистка производится от биологически активных загрязняющих веществ и ранее применяемых на участке сельскохозяйственного назначения гербицидов и удобрений. Финишная очистка длится около семи лет и совмещается с восстановлением почвенного покрова за счет выращивания сельскохозяйственных культур и содержания сельскохозяйственных животных.

Это период запуска замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла. В этот период биологическая система позволяет включить человека как потребителя, и продукт пищевого потребления будет превосходить по качеству продукты традиционного и промышленного сельского хозяйства, однако экологическая система еще находится в стадии вхождения в равновесие и освобождения от ранее накопленных загрязнений. Необходимо отметить, что такие системы не могут быть изолированы от глобальных и крупных территориальных загрязнений текущего периода.

Введение в действие замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов не снимает проблем охраны окружающей среды и утилизации отходов от промышленного производства, транспорта, добывающих отраслей, населенных пунктов и торговых сетей. Однако само производство сельскохозяйственной продукции становится безопасным и перестает быть источником загрязнения окружающей среды.

Семилетний сельскохозяйственный цикл биологической очистки и восстановления почв.

Не следует думать, что замкнутый экологический сельскохозяйственный цикл возможен при применении только технологии огораживания. Недостаточно построить ограждение и запустить туда животных для жизни и размножения. Экологические системы саморегулируемы. Из такой системы нельзя безболезненно, для самой экосистемы, осуществлять отбор биологического материала в пищу для организма, находящегося вне самой экологической системы.

Ограждение немаловажная деталь для обеспечения санитарного режима замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов, однако определяющим фактором функционирования для обеспечения отбора биологического материала из замкнутого экологического цикла (для приготовления пищи), является управление популяциями животного мира и растительного мира и возмещение продуктов жизнедеятельности дистанционно обслуживаемой популяции в замкнутом экологическом цикле.

В первую очередь необходимо использовать сидераты (зеленые удобрения). Затем кормовые культуры в сочетании с содержанием травоядных животных и птицы. Параллельно производите посадку деревьев. Затем вы переходите к плановому формированию замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла.

Во время очистки почвы вы должны составить себе полное понимание каких животных и птицу вы сможете содержать и какие для этого корма будут выращены вами. В этот период, технологии выращивания растений, животных и птицы вы сможете испытать на собственном опыте.

Практическая организация замкнутого сельскохозяйственного экологического цикла.

Факт отказа от стимуляторов роста и химикатов для борьбы с сорняками и вредителями ставит под вопрос выход сельскохозяйственной продукции. Поэтому борьба с вредителями осуществляется с помощью их естественных врагов. Борьба с сорняками – непромышленными методами выращивания.

Овощи в замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле целесообразно выращивать для потребления человеком, в случае возникновения избытков или неликвида, они скармливаются домашним животным.

Картофель является важной культурой в рационе человека. Однако выращивание картофеля сопряжено с поражением колорадским жуком. В замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле выращивание картофеля сопровождают с содержанием достаточного поголовья взрослой цесарки – естественного врага колорадского жука. При этом цесарка должна быть выращена без применения интенсивных кормов и технологий, применяемых в промышленном птицеводстве, чтобы сохранить ее естественный рацион.

Капуста очень полезное растение, однако также сильно подвержена различного рода вредителям и любима не только человеком, но и домашними животными и птицами. Для охраны капусты от вредителей используют мелкую птицу, для чего на месте выращивания устанавливают избыточное количество скворечников или используют специальные защищенные методы выращивания.

Помидоры подвержены не только воздействию холода, но и пользуются популярностью у птиц. При избыточной популяции мелкой птицы все созревшие плоды будут уничтожены. Поэтому помидоры необходимо укрывать нетканым материалом. Кроме того, помидоры не могут выращиваться при значительном количестве сорняков и почву следует укрывать светонепроницаемым нетканым материалом.

Огурцы хорошо подходят для выращивания в закрытом и открытом грунте. Для борьбы с сорняками используется светонепроницаемый нетканый материал.

Кабачки, патиссоны и тыквы выращиваются в небольшом количестве на навозе домашней птицы и животных, вне контакта с последними, поскольку для многих из них являются лакомством. Эти культуры можно выращивать на компостных кучах и ямах.

Полевые культуры являются одними из важнейших сельскохозяйственных культур. Хлеб является основой рациона человека. Проведение эксперимента в личном подсобном хозяйстве Анатолия Кохана показало, что зерно, выращиваемое промышленными способами вызывает у животных и птицы прогрессирующее ожирение, тогда как фураж, выращенный в замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле позволяет животным гармонично развиваться и даже избыток потребления не вызывает выраженного ожирения.

При выращивании полевых культур необходимо соблюдать правила севооборота и менять посевы местами. Однако в замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах не применяются удобрения и гербициды. Это вызывает засоренность посевов сорными травами, которая снижает требования по севообороту. Кроме того, сбор зерновых необходимо проводить вместе с семенами сорняков. Присутствие семян сорняков в корме для животных исключает необходимость использования добавок, жизненно необходимых для животных и птицы, поскольку они получают дополнительные необходимые элементы из семян сорняков.

Полевые культуры могут выращиваться на малых площадях и убираться традиционным способом или с помощью средств малой механизации.

Основные рекомендуемые полевые культуры, это пшеница, ячмень и овес. Полезно использовать просо, высокую ценность имеет и зерно, и заготовленная солома этой культуры, но вы должны убедиться, что просо реально можно выращивать в условиях вашей полосы.

Хранение зерновых способствует размножению грызунов, а содержание сельскохозяйственных животных и птиц привлечет к вам диких хищников. Поэтому на вашем участке должны быть собаки и кошки. Эти домашние животные при уличном содержании отличаются здоровьем и решают проблемы с грызунами и дикими животными. Не используйте собак охотничьих пород, вы лишитесь своей живности.

Из кормовых трав целесообразно выращивать люцерну, она хорошо обогащает почву и является ценной кормовой культурой не только для травоядных, но и практически для всех птиц. Но люцерна не является единственно пригодной, можно использовать клевер, травяные смеси или другие травы. В замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах не используются продукты химической промышленности, что благоприятно для разведения пчел.

Рассмотрим содержание наиболее распространенных животных в замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле.

Кролики очень хороший вид для выращивания и один из немногих видов, пригодных для выращивания в микрохозяйстве. Кролик травоядное животное, хорошо переносит любые морозы, в холодное время года не требует наличия воды, прекрасно обходится льдом. В зимнее время в рацион добавляются зерновые. Очень чувствителен к родственному скрещиванию, поэтому в вольерах можно содержать только особей, планируемых к забою. При содержании требует ежедневного наблюдения, при возникновении выделений из носа (насморк), образовании на ушах «перхоти» или желвачков (и других внешних признаков каких-либо заболеваний) животное подлежит немедленному забою. При выполнении такого простого правила вы никогда не будете пользоваться медикаментами, которые в последующем могут попасть в организм человека, который в них не нуждается.

Овцы не могут содержаться в абсолютно «диком» виде. Разведение овец также требует племенной работы, без которой популяция обречена на очень быстрое вымирание. Нельзя допускать контакт овец с потенциально опасными местами. Местом дезинфекции транспорта, его стоянки, хранения масел и техники. Животное не умирает от загрязненной пищи, однако становится от нее непригодной для пищи человеку. Овцы очень хороший вид для разведения, требует плановых забоев и очень критичен к чистоте кормов. При выращивании овец в замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах мясо не имеет выраженного запаха животного.

Коровы наиболее сложный вид для выращивания в личном подсобном хозяйстве по причине недостаточности площадей для этого выделяемых. На одну единицу крупного рогатого скота требуется не менее одного гектара земли для выпаса и заготовления кормов. Коровы очень чувствительны к разнообразию кормов и их количеству. Животное взрослым становится только на третьем году жизни, а бык вырастает взрослым животным только к пяти годам. Готовность мяса к пище соответственно. Качество мяса не меняется при достижении взрослого возраста. Животные, не достигшие взрослого возраста, не имеют в мясе достаточного содержания необходимых веществ.

В замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле животное, дающее молоко очень желательно. Кисломолочный продукт в сочетании с размолотыми зернопродуктами полностью заменяют в рационе пищевые добавки для выращивания цыплят разных видов сельскохозяйственных птиц. Можно конечно использовать червей, однако это требует значительных затрат для обеспечения нужного количества биомассы. В природе этот недостаток компенсируется за счет насекомых. Однако загрязнение воздуха и накопленные отравляющие вещества сократили популяцию насекомых, разведение которых на замкнутой территории – как части пищевой цепочки, пока очень затратно. Но это не значит, что невозможно. Это отдельное направление исследований.

Птица, одна из необходимых частей замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов. Наиболее важные птицы, распространенные для использования в замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах, это цесарка, курица, индюк, утка, гусь.

Купленные цыплята и взрослая птица промышленных пород обязательно привиты, первая прививка делается еще в яйце перед тем как птенец вылупится. Привитая птица остается носителем заболеваний, от которых их прививали. Поэтому любую птицу нужно разводить из яйца с использованием инкубатора. Если вы купите промышленную птицу и поместите вместе с собственной, ваша птица погибнет из-за того, что промышленная птица привита, а ваша – нет.

Птичий помет имеет высокое содержание веществ, удобряющих почву и в первичной концентрации является губительным даже для всех сорняков. Это свойство птичьего помета используется для охраны растений с заглубленной корневой системой, например плодовых деревьев в процессе выращивания. Птичий помет размещают на некотором расстоянии от ствола на поверхности, создавая кольцо неконкурентного роста, которое в последующем перекапывают. Это дает возможность удобрить почву для плодового дерева и удалить сорняки, мешающие росту и развитию новых посадок.

Пищеварение птицы требует наличие камушек в желудке, поскольку птица не пережёвывает пищу. Кроме того птица несет яйца, для чего ей необходим кальций практически в готовом виде. Таким образом любой птице круглый год нужен мелкий гравий и известняк, лучше в виде крошки или муки.

Цесарка стоит на первом месте, поскольку эта птица отдает предпочтение насекомым в своем рационе, но с таким же удовольствием они едят и ягоды, а при недостатке растительной пищи выкопают посевы и склюют с корнями, даже если кормушка будет полная зерна. Цесарка, или африканская курица, летает и выдерживает сильные морозы. Как и все животные, не любит влажного холодного воздуха. Не погибает при локальных обморожениях. Не переносит родственного скрещивания.

Курица самый распространенный и неприхотливый вид домашней птицы. Особи кур, применяемые в промышленном производстве, отличаются высокими показателями в производстве яиц и мяса. Однако эти показатели достигаются при применении стимуляторов роста и медицинских препаратов на фоне специального питания, которые дают количественный выход яиц или мяса, при полной потере их качества. Это не жизнеспособные в эволюционном смысле гибриды и генно-модифицированные особи. При разведении потомство промышленной птицы теряет качество промышленно применяемого предка, постепенно вырождаясь в жизнеспособные породы, из которых промышленные птицы были получены.

Для применения в замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах применимы непромышленные породы, которые дают гораздо меньше продукции, но надлежащего качества, учитывая, что применяются корма, обеспечивающие естественное существование, не предусматривающее интенсификацию развития, что исключает попадание несвойственных для традиционного питания веществ в пищу человеку.

Куры будут долго расти, нести яйца приблизительно через год, однако не будут являться синтетическим аллергеном. Мясо птицы будет иметь традиционные питательные и оздоровительные свойства, однако будет существенно отличаться по вкусовым качествам от продукции интенсивного птицеводства.

Индюк – одна из самых древних птиц, используемых в сельском хозяйстве. Индюшата рождаются с плохим зрением, долго и плохо растут, требуют тепла и ухода. Однако, несмотря на минусы разведения, взрослая птица отличается низким потреблением корма и хорошим мясом. Доля зеленой массы в питании у индюков выше чем у кур. Индюшка отличается невысокой подвижностью, в следствие чего мясо индейки мягче чем у другой птицы. Индюки хорошо потребляют насекомых, однако любят ягоды, поэтому их не используют для защиты фруктовых деревьев и ягодных кустарников от вредителей, особенно в период плодоношения. Очень хорошая птица, но требует пристального внимания. Под индюшку подкладывают куриные яйца вместе с индюшиными, но несколько позже, чтобы птенцы вылупились одновременно.

Маленьких индюшат целесообразно выращивать с цыплятами. Индюшата берут пример с шустрых цыплят, поэтому лучше едят и растут. Однако содержание кур и индюков на одной территории невозможно. Дело в том, что некоторые болезни кур, которые они переносят легко, смертельны для индюков. Поэтому куры и индюки не должны находится на одной территории.

Утка одна из неприхотливых, но очень прожорливых птиц. Уткам необходима трава и низкокалорийная пища. Утки всеядны и прекрасный производитель помета. Кормление уток зерновыми, выращенными в замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле не ведет к ожирению. Однако необходимо отметить, что утки едят даже ядовитые растения, что как правило вызывает гибель птицы. Поэтому для содержания утки территория должна быть всегда заранее подготовлена. Избыточное количество уток на ограниченном участке может привести к заражению территории, которое может вызвать гибель птицы. Для утки это особенно актуально, поскольку существенную часть своего рациона утка получает процеживанием содержимого любой лужи. Птенцы утки могут утонуть, особенно если не оперились. Поэтому птенцов нужно содержать с присутствием воды, в которой невозможно утонуть (поверьте, птенцы без мамы - как беспризорники, могут умудриться утонуть в блюдце с водой). А на самом деле лучше вырастить утку до полного оперения, прежде чем пускать в водоем. Утки на водоеме составляют конкуренцию рыбе, выбивают лягушек и мелких ужей. Поэтому оптимален для утки водоем где нет рыбы.

Гусь хоть и проводит все время в воде, но птица это травоядная. Гусь одна из самых выгодных птиц. Летом на одного гуся нужно не менее 15 кв метров травы. Гусь сильная птица с высокой выживаемостью, но практически не разводится промышленно. Яйца гуся, покупаемые у фермеров, практически не годятся для инкубации по причине неправильного содержания и родственного скрещивания. С гусями необходимо вести племенную работу очень скрупулёзно. В замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах гуси могут заменить травоядных животных.

Плодовые деревья и ягодные кустарники в замкнутых экологических сельскохозяйственных циклах.

Избыток яблок и груш может быть использован для питания кроликов, крупного рогатого скота и баранов. Не употребленная человеком вишня и слива может быть использована в качестве кормовой добавки для птицы.

Дровяное отопление в замкнутом экологическом сельскохозяйственном цикле.

Аналогичное количество дров даст 50 соток сада плодовых деревьев.

Место для посадки деревьев на дрова является благоприятным местом для выращивания животных и птицы.

Необходимость в топливе для отопления сильно зависит от конструкции дома. Применение тепловых аккумуляторов, например, русская печь, реактивная печь или современные аналоги существенно снижают потребление топлива. Эффективны также системы конвекционного отопления солнечной энергией, даже зимой.

Подробно о технологиях замкнутых экологических сельскохозяйственных циклов можно узнать на курсах повышения квалификации или бесплатных лекциях в учебном центре «Современной Цивилизации «Open World Campus».

Анатолий Кохан

В последние годы рынки экологически чистых видов энергии растут чрезвычайно высокими темпами, свой вклад в развитие новых технологий и создание альтернативных видов топлива вносят не только ученые, но и компании, которые инвестируют средства в поиск решений экологических проблем. Для сохранения природных ресурсов, идет поиск новых видов биотоплива. Третьим поколением растительного сырья, которое можно применить для выработки энергии, уже считаются водоросли. Вложениями в экологию можно считать не только прямые природоохранные мероприятия, но и капиталовложения в ресурсосберегающую структурную перестройку, малоотходные и безотходные технологии.

Источниками экологической опасности являются разработка месторождений полезных ископаемых и строительство нефте- и газопроводов, промышленность, использующая старые технологии, концентрация автотранспорта и нерацио­нальное природопользование, приводящее к трансформации природно-ресурсного потенциала. Кроме того, климат региона - слишком жаркий летом и холодный зимой - зачастую является причиной экологической нестабильности.

Одно из направлений экологизации экономического развития состоит в широком развитии малоотходных и ресурсосберегающих технологий. Цель их развития - создание замкнутых технологических циклов с полным использованием поступающего сырья и отходов. К технологии безотходного производства прибегла и компания «АгроСиб-Раздолье», которая начала выпускать в Алтайском крае топливные брикеты из лузги подсолнечника.

Безотходное производство

Раньше на предприятии «АгроСиб-Раздолье» производили масло и шроты - концентрированный корм для птицефабрик и животноводческих ферм. За последний год мощности компании выросли, и встал вопрос о целесообразном использовании отходов основного производства. «Сегодня мы перерабатываем 600 тысяч тонн подсолнечника. Увеличилось количество отводимой лузги. Котельная работает на пределе. Вот и возникла необходимость утилизировать лузгу», - рассказывает генеральный директор «АгроСиб-Раздолье» Владимир Анипченко .

На покупку оборудования и запуск производства топливных брикетов «АгроСиб-Раздолье» потратило 17 млн руб­лей. Срок окупаемости проекта оценивается в полтора года.

Сами топливные брикеты представляют собой небольшие цилиндры диаметром до 12 сантиметров и длиной до 30 сантиметров. Сегодня «АгроСиб-Раздолье» производит до 20 тонн брикетов в день, но с увеличением объемов производимого масла будет меняться и мощность производства топлива. «Насколько нам известно, в Алтайском крае производят еще топливо из опилок отходов деревообрабатывающего производства, но не в брикетах, а в пеллетах. На Алтае также есть производство топливных гранул из лузги овса», - заявляет маркетолог-аналитик компании Евгения Васильева .

По мнению координатора программ благотворительной организации «Сибирский экологический центр» Александра Дубынина , отходы сельского хозяйства должны быть сырьем для производства биотоплива и включаться в цикл использования ресурса. «В мире отмечается тенденция - компания, производящая какой-либо товар, должна нести ответственность и за утилизацию отходов. Так или иначе, мы должны выходить на такие замкнутые циклы - произвел и переработал. Конечно, надо просчитывать, насколько это выгодно для предприятия, но с экологической точки зрения любые такие проекты важны, и мы должны их всячески поддерживать, а государство - предоставлять максимально хорошие условия, если это малый бизнес - давать гранты или беспроцентные кредиты», - комментирует Дубынин.

По словам Васильевой, большого спроса на биотопливо из лузги еще нет, есть пока только интерес. «Интерес достаточно большой, нам поступают звонки. Продукт в любом случае инновационный, он требует большой разъяснительной и просветительской работы, потому что людям надо показывать и доказывать, в чем выгода, какие преимущества имеет это топливо по сравнению с другими. Но спрос еще полностью не сформировался, рынок в стадии становления», - вздыхает маркетолог.

Говоря о новой технологии, Евгения Васильева делает оговорку: переработка лузги - это не изобретение алтайского завода. Маслоэкстракционные предприятия, которые также производят биотопливо из лузги, работают в европейской и южной частях России. «Но это новинка в Алтайском крае и в Сибири вообще», - добавляет она.

Использовать топливные брикеты из лузги можно вместо дров или угля и в частном доме, и в котельных небольшой мощности, отапливающих села или административные учреждения: школы, больницы. Дрова и уголь можно заменять или дополнять этими топливными брикетами.

Вместо дров и угля

Древесина, которая сама по себе является биотопливом, - ресурс возобновляемый. В настоящее время в мире для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрорастущих пород - таких как, например, тополь. В России на дрова и биомассу в основном идет балансовая древесина, не подходящая по качеству для производства пиломатериалов.

На замену дровам приходят топливные гранулы и брикеты - прессованные изделия из древесных отходов (опилок, щепы, коры), соломы, отходов сельского хозяйства (лузги подсолнечника, ореховой скорлупы) и другой биомассы. Древесные топливные гранулы называются пеллетами, они имеют форму небольших - до трех сантиметров в длину и двух в диаметре - цилиндрических или сферических гранул. Сегодня в России производство топливных гранул и брикетов экономически выгодно только при больших объемах.

Однако для использования пеллетов необходимо специальное котельное оборудование, установка которого требует значительных затрат, в то время как топливные брикеты из лузги можно сжигать в уже установленных котельных.

По исследованиям компании «АгроСиб-Раздолье», в сравнении с традиционным углеводородным сырьем у топливных брикетов из лузги есть ряд неоспоримых плюсов: в отличие от дров топливные брикеты обладают стабильной влажностью - 8–10 процентов, в то время как влажность дров может постоянно меняться, отчего меняется и их теплопроводность. Оптимальная влажность дров для топки составляет порядка 20–25 процентов, но тогда их теплопроводность на 30–35 процентов меньше, чем у брикетов. «Зачастую поставляемые дрова имеют влажность 30–40 процентов, в таком случае теплотворность брикетов может быть выше на 40–100%.То есть для производства одного и того же количества тепловой энергии потребуется 100 кг брикетов от 130 до 200 килограммов дров», - объясняют в «АгроСиб-Раздолье». Количество выделяемого при горении брикетов тепла сопоставимо с теплоотдачей при горении каменного угля, но в то же время зольность брикетов намного ниже - всего 2,8 процента против 10–20 процентов у каменного угля и 5–10 процентов у древесины. «То есть образуется в 5–10 раз меньше продуктов сгорания. К тому же продукты сгорания угля содержат много вредных веществ и требуют обязательной утилизации - вывоза на золошлакоотвалы и прочее. Образующаяся в результате сгорания лузги зола абсолютно безвредна и может использоваться как удобрение», - уточняет Евгения Васильева.

Другие плюсы - экономия на транспортировке, экономия занимаемого ими пространства, но главное - экологичность. По словам Васильевой, при изготовлении брикетов не применяются клеящие синтетические вещества. «При высоком давлении и температуре из волокон выделяется клейкое вещество - лигнин, которое и соединяет лузгу в брикет. В связи с предельно малым содержанием в лузге таких элементов, как сера, азот, хлор при сжигании топливных брикетов не образуется никаких вредных летучих веществ», - поясняет маркетолог-аналитик.

Стоимость брикетов - от 1 900 рублей за тонну без транспортной доставки, цена зависит от вида упаковки, объема закупки и других факторов. По мнению производителей, это достаточно конкурентоспособная цена по сравнению с ценой дров. «В Барнауле сейчас средняя цена березовых дров - 1 300 руб­лей за кубометр. Если переводить это на килограммы и теплопроводность, то сжигание брикетов на 50–60 процентов выгоднее по цене. Цена угля для котельных примерно на том же уровне, а для населения уголь также обойдется существенно дороже», - объясняют в компании.

Продавать брикеты компания планирует в Алтайском крае и в ближайших регионах. В «АгроСиб-Раздолье» опасаются, что более протяженная логистика приведет к нерентабельному удорожанию продукта. Сбывать биотопливо компания намерена через своего барнаульского дистрибьютора.