Ресурсные циклы

Тема 3
Ресурсные циклы и оптимумы
Ресурсные циклы
Ресурсный цикл (РЦ) – совокупность
превращений и пространственных
перемещений (добыча, переработка,
транспортировка, хранение, погрузочноразгрузочные операции…) определенного
вещества, изъятого из природной среды и
выступающего в виде природного
компонента, на пути использования его
человеком до выхода вновь в природную
среду
vs
Биогенный круговорот веществ (БК) – это непрерывный процесс
создания и деструкции органического вещества)
Ресурсные циклы и биогенный круговорот
Признак
Движущая сила
Участие природных
факторов
Биогенный круговорот
Энергия солнца
Непосредственное:
продуценты, консументы,
редуценты
Ресурсный цикл
Потребности человечества
Слабое. Используются
технологические процессы, продукты
переработки не поддаются
минерализации
Замкнутость
Практически полная
Не замкнут
Пространственное
Слабое, квазихаотическое
Мощное, целенаправленное, в
перемещение
точечные и линейные образования
Стабильность
Стабильный
Нестабильный, зависящий от
длительности цикла, глубины
переработки ПК, методов
эксплуатации, повторного
использования и других факторов
Продолжительность В среднем 8 лет (но:
От 0 до тысяч лет, определяется
в океане - 33 дня, фитопланктон назначением, амортизацией,
- 1 день, кислород атмосферы - сохранностью и т.п. готового продукта,
2000 лет и т.д.)
в который входит данный ПК
Объёмы и
Микроэлементы, рассеянные в Громадные объёмы: млн т, тысячи
однородность
почвах данной местности
кв.км, млн куб. м и т.д.
потребляемых ПК
относительно однородных ПК
Наличие отходов и Отсутствие потерь,
От начала до конца связан с потерями
потерь
практическая безотходность
и отходами на всех стадиях цикла
Экологичность
Экологически чистый процесс
На всех стадиях отходы и потери с
вредными для природы свойствами,
загрязнители всех геосфер Земли
Потоки природных компонентов по ресурсным циклам
Поток
Определение
Длинный
Процесс возвращения ПК в природную
среду через отходы класса вторичных
потерь
Короткий
Возвращение ПК в природную среду
потерями и отходами класса потерь по
всему РЦ
Полный
Движение ПК по РЦ от начала его
образования до естественного
окончания
Частный
Составная часть полного потока,
находящаяся в строгой взаимосвязи с
другими частными потоками
Главный
Поток ПК, составляющий основу
деятельности отрасли или предприятия
Вспомогательный ПК, обеспечивающие
жизнедеятельность производства
Общий
ПК, используемые многими отраслями
народного хозяйства
Целевой
Целевое использование ПК для нужд
конкретного производства
Входящий
Поток ПК, поступающий в производство
Выходящий
Поток ПК в составе потерь и отходов
Однородный
Поток одного какого-либо ПК
Групповой
Составной поток ПК
Смешанный
Поток ПК в изделиях
Наличие и область воплощения в
подотраслях экономики (примеры)
Кабельные, антенно-мачтовые сооружения,
технические здания, станционные и силовые
установки,.
Электроэнергия, топливо, вода для различных
нужд, газы, атмосферный воздух,
Вода из артезианских колодцев на территории
предприятия, воздух атмосферы для различных
нужд,.
ПК в составе оборудования, сооружений,
зданий, приборов, инструмента,.
Энергетические, цветные и чёрные металлы,
сплавы, полимеры,.
Топливо, вода, воздух, органика, инвентарь,
запчасти
Энергетические, чёрные металлы, вода, бетон,
строительные материалы
Асбоцемент, цветные металлы, силиконовые
изделия
Оборудование, топливо, электроэнергия, вода
Металлолом, сточные воды, рассеяннее
электроэнергии, бытовые и производственные
отходы
Электроэнергия, вода, бензин, уголь, кирпич,
профильный металл
Чёрные и цветные металлы, энергетические,
газопромышленные
Оборудование, приборы, инвентарь, кабельная
продукция
Ресурсные циклы: основные закономерности и
законы природопользования
Ресурсный цикл - искусственно созданный круговорот веществ, энергии,
информации и их динамических качеств в целях удовлетворения
потребностей человечества.
Поток природных компонентов по РЦ всегда сопровождается
изменением окружающей среды: поток природных компонентов по РЦ поток с потерями (см. закон неустранимости отходов)
Мощность потоков природных компонентов
по РЦ прямо пропорциональна степени
социально-экономического развития
народного хозяйства.
Человечество всегда будет испытывать
Пример: энергопотребление с 1990 по 2060
дефицит природных компонентов.
По мере движения по РЦ с предыдущей на
последующую трансгрессию передается
уменьшенная доля объемов (массы)
первичных природных компонентов.
По мере движения по РЦ стоимость
природных компонентов возрастает прямо
$
пропорционально глубине трансгрессии и
потерям.
Ресурсные циклы: основные закономерности и
законы природопользования
Закон неизбежности потерь природных компонентов по РЦ:
поток природных комплектонов по ресурсному циклу всегда
имеет потери.
Закон существования потока природных компонентов по
РЦ: поток природных компонентов по ресурсному циклу
своим существованием обусловлен наличием потерь.
Закон независимости окончания РЦ и его начала: выход
ресурсного цикла никоим образом не влияет на его начало,
и наоборот. Каким бы образом не начинался ресурсный
цикл как поток природных компонентов, его окончание от
него не зависит.
Ресурсные циклы: основные закономерности и законы
природопользования
начало ресурсного цикла не " ведает судьбы"
природного компонента и не может влиять на
сценарий выхода его из РЦ
Закон независимости окончания РЦ и его начала: выход ресурсного
цикла никоим образом не влияет на его начало, и наоборот.
Причины:
1. Окончание РЦ возможно по трём возможным сценариям:
а) природный компонент, выходя из потока, безвозвратно теряется по
различным причинам на всех трансгрессиях ресурсного цикла;
б) природный компонент выступает в виде отходов; он не находит
применения в других производствах и остается в природной среде
невостребованным для дальнейшего использования - те же потери,
но требующие мероприятий и доп. затрат + сопутствующих потерь
природных компонентов по их обезвреживанию и складированию;
в) природный компонент выступает в виде отходов, превращается во
вторичное сырье и многократно (более одного раза), с потерями же,
участвует в последующих трансгрессиях и входит в состав новой
(далекой от первоначальной) продукции - конечного устройства или
предмета (отходы класса вторичных ресурсов);
2. По мере движения потока ПК по ресурсному циклу он подвергается
различной глубине трансгрессии, определяемой только
необходимостью потребителей конечной продукции. В ее составе
аналогичные ПК могут существовать от дней до сотен лет. На ход
такого положения дел начало потока ПК по РЦ не влияет, так как
использование ПК подчинено ветвящемуся (в случае потока ПК по
РЦ, исходя из примечания, - фрактальному) процессу.
Стадии ресурсных циклов
Стадия РЦ - некоторая его часть, характеризующаяся определёнными
количественными и качественными показателями, присущими именно данной
стадии.
Стадии в целом составляют РЦ, поэтому некоторые показатели могут быть
сквозными, а другие, изменяясь до пороговых, переходить в показатели
последующей стадии.
Типы стадий
Распределительные:
транспортировка,
переработка, складирование,
хранение природных
компонентов
Компактные :
добыча, нахождение в
эксплуатации в составе конечной
продукции и
послеэксплуатационное состояние
Стадии в зависимости от глубины переработки:
 первого порядка - первичная переработка ПК, связанная в основном с
добычей (заготовкой);
 второго порядка - переработка ПК, приводящая к созданию " начального
товарного вида"
 третьего порядка - процесс переработки " начального товарного вида" ПК до
выпуска конечной, готовой продукции.
Ресурсные циклы: основные закономерности и
законы природопользования
Закон неизбежности потерь природных компонентов по РЦ:
поток природных комплектонов по ресурсному циклу всегда
имеет потери.
Закон существования потока природных компонентов по
РЦ: поток природных компонентов по ресурсному циклу
своим существованием обусловлен наличием потерь.
Закон независимости окончания РЦ и его начала: выход
ресурсного цикла никоим образом не влияет на его начало,
и наоборот. Каким бы образом не начинался ресурсный
цикл как поток природных компонентов, его окончание от
него не зависит.
Важнейшие показатели стадий ресурсных циклов
Длительность стадии - время нахождения
природных компонентов в стадии (время
пребывания в распределительных и
компактных стадиях);
Коэффициент потерь природных компонентов;
Коэффициент отходов, включает: коэффициент
отходов класса потерь и коэффициент отходов
класса вторичного сырья;
Сопутствующие потери (земельные,
энергетические, водные), связанные с
перевозкой и содержанием отходов;
Экологический ущерб от отходов и потерь
природных компонентов (стоимостной
показатель).
Пример: Рост населения
• Численность населения, производство
товаров и средств производства,
капиталовложения
(фонды),
загрязнение, потребление ресурсов,
потребление пищи и уровень жизни
населения растут экспоненциально.
• Но со временем рост наталкивается на
пределы, налагаемые природой. ПР
истощаются, а способность биосферы
разлагать загрязнения и воссоздавать
устойчивость
экосистем
не
беспредельна.
«Время удвоения»
— это интервал времени, за который происходит
удвоение значений соответствующей переменной
величины системы.
Год
Численность
Прирост
Время
удвоения
1650 г.
500 млн.
0,3% в год
250 лет
1900 г.
1,6 млрд.
0,5% в год
140 лет
1970 г.
3,6 млрд.
2,1% в год
30 лет
1991 г.
5,4 млрд.
1,7% в год
2005 г.
6,5 млрд.
2050 г. - прогноз
12,2 млрд.
48-50 лет
Закон цикличности популяции
4 этапа:1) взрывной рост численности; 2) кризис популяции; 3) коллапс; 4)
стабилизация
3) коллапс
2) кризис
популяции
1) взрывной
рост
численности
4) стабилизация
Закон цикличности популяции
Первый этап А-Б – взрывной процесс роста популяции. 20 век
Благоприятные факторы - добыча
органического топлива (нефти, газа),
производство
энергии,
а
также
достижение медицины
• благоприятные природные условия и факторы
• освоение ресурсов
• взрывной процесс демогр. роста населения от 1,5 до 6
млрд. чел.
• двойное увеличение за 43 года - 48 лет
Закон цикличности популяции
Второй этап Б-В – кризис. Настоящее время.
 Длительность удвоения - 48 –50 лет.
 Причины - исчерпание прир. ресурсов,
снижение качества жизни.
• исчерпание питания (отсутствие ресурсного
потенциала)
• прекращается рост популяции
• взрывной процесс демогр. роста населения от 1,5 до 6
млрд. чел.
• двойное увеличение за 43 года - 48 лет
Закон цикличности популяции
Третий этап В-Г– коллапс, т.е. разрушение
популяции
биосферный кризис - гибель цивилизации
ресурсная концепция (ограничение
потребления, переход на альтернатив.
источники энергии) – плавное сокращение
численности населения
снижение
условий
питания,
доступа к
ресурсам
сокращение
численности
населения
полное
уничтожение
- один из
вариантов
Закон цикличности популяции
Четвёртый этап Г-А – стабилизация,
устойчивое развитие
Условие устойчивости - необходимость
доступа
нынешнего
и
будущего
поколений людей к такому же уровню
ресурсного обеспечения и биосферного
состояния, какой мы имеем сегодня.
Условие устойчивости предусматривает устойчивое развитие
окружающей среды, использование природных ресурсов в
объемах
и
темпах,
определенных
показателями
воспроизводства