СБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКЦИЯ 7.

СБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ЛЕКЦИЯ 7.
Мир перед выбором между плохим и очень плохим
сценарием

Начиная с 1950-тых годов, в течение полувека
человечество сумело поставить свое
дальнейшее существование под вопрос. Что
же произошло в течение 50 лет? Многие,
ранее локальные или региональные
проблемы стали глобальными.

В середине 19-го века и еще в первой
половине 20-го века (1950-ые годы)
приходилось сталкиваться с локальными
проблемами – эпидемиями (холера и др.) и
проблемами очистки коммунальных сточных
вод.

Затем, в 60-70-тые годы 20 века появились
региональные проблемы – эвтрофикация
водоемов, обработка токсичных материалов,
загрязнение подземных вод нитратами и т.д.

Начиная с 80-тых годов 20 века появились уже
серьезные глобальные проблемы –
парниковый эффект и разрушение озонового
слоя.
2
Главные цели
Grand Objectives – главные цели, относящиеся к жизни
на Земле, её поддержанию и наслаждению ею:
1. Поддержание существования человеческого рода
2. Поддержание способности к устойчивому развитию
и стабильности социальных систем
3. Поддержание разнообразия жизни
4. Поддержание эстетического богатства планеты
3
Цель
Экологическая проблема
Основные общественные требования
Поддержание
существования
человеческого рода
1.
2.
3.
4.
5.
Глобальное изменение климата
Ущерб организму человека
Доступность и качество воды
Истощение ресурсов: ископаемое топливо
Радионуклиды
Минимизация токсичности
окружающей среды и обеспечение
основных потребностей: в еде, воде и
жилище.
Устойчивое развитие
1.
2.
3.
4.
Доступность и качество воды
Истощение ресурсов: ископаемое топливо
Истощение ресурсов: нетопливные ресурсы
Переполнение полигонов захоронения отходов
Надёжное снабжение энергией,
доступность подходящих материальных
ресурсов, существование эффективных
политических структур
Биологическое
разнообразие
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Доступность и качество воды
Сокращение биологического разнообразия
Разрушение озонового слоя
Кислотные осадки
Тепловое загрязнение
Особенности использования земли
Необходимо поддерживать должное
количество природных территорий,
восстанавливать биологическое
разнообразие в пострадавших областях
(например, избегая монокультурной
растительности),
Предотвращать быстрые изменения
климата, океанической циркуляции
Эстетическое богатство
1.
2.
3.
4.
4
Смог
Эстетическая деградация
Разливы нефти
Запах
Управление отходами различных типов:
минимизация воздействий,
вызывающих смог. Предотвращение
захоронения отходов, стимулирование
сельскохозяйственных технологий,
позволяющих избегать чрезмерного
использования земли и эрозии,
сохранение находящейся в
общественной собственности
неразработанной земли

Человечество поставлено перед выбором –
приспособить техносистемы к природе
(окружающей среде) или отключить
техносистему полностью от биосферы (что
практически не возможно).

На рис. показана данная ситуация.

Земной шар термодинамически открытая
система, которая с окружающей средой
обменивает только энергию (если не
учитывать поток космических частиц на
Землю и потерю газовых молекул в космос).

Созданная человеком техносистема
выделяет (экстрагирует) сырье из биосферы
и направляет туда обратно отходы. Тем
самым поставлены под угрозу биосфера и
одна ее часть – человечество. Вывод –
ограничить объем и локальную
концентрацию индустрии. Это приведет и к
социальным изменениям.
5
Что сейчас происходит?
Правительства всех развитых стран более-менее поняли ситуацию и
начался процесс приспосабливания, хотя слишком медленный (!)
Самое большое внимание сейчас уделяется парниковому эффекту, т.е.
глобальному повышению температуры Земли - Киотский протокол по
атмосфере.
Определенные сдвиги можно заметить уже начиная с 80-тых годов,
когда впервые стали говорить о минимизации отходов и о рециклах.
В 90-тые годы сделали еще шаг вперед и начали работать над
возможностями предотвращения образования отходов (source
reduction, pollution prevention)
В настоящее время актуальными являются «Зеленое проектирование»
(Green Design) и организация производства исходя из принципов
«Анализа жизненного цикла» (Life Cycle Analysis, LCA).





6
1960-е выбрасывать и складировать
1970-е локальная переработка отходов
1980-е минимизация отходов (рециклинг)
1990-е сокращение источников отходов
2000+ зелёное проектирование, организация производства исходя из принципов «Анализа
жизненного цикла» (Life Cycle Analysis, LCA).
7
Экологические технологические сценарии развития. Тенденция к
предотвращению и контролирующим технологиям в долгосрочной
перспективе, уравновешенная контролем и технологиями исправления в
краткосрочной перспективе
На рис. показано, что начиная с 2000 года в мире резко увеличились расходы
(финансовые) на малоотходную технологию (avoidance – предотвращение) и на
мониторинг. Расходы на очистку выбросов и исправление и восстановление будут
уменьшаться.
8
Устойчивое развитие. Политическая история «зелёного
движения»

Устойчивое развитие, sustainable development, säästev ehk jätkusuutlik areng

Термины «устойчивое развитие» и «зеленая химия и технология»
используются уже около 20 лет.

Впервые использовала это понятие устойчивого развития комиссия Gro Harlem
Brundtland (Норвегия) в книге „Our Common Future” (1987):

„Sustainable development“ - „Development which meets the needs of the
present without compromising the ability of future generations to meet their
own needs“

Устойчивое развитие - развитие, которое удовлетворяет потребности
нынешних поколений, не ставя под угрозу способность будущих поколений
удовлетворить их собственные потребности
9
На рис. движение в сторону устойчивого развития характеризуется 3-мя траекториями:

в сторону предотвращения загрязнения среды

в сторону социального благополучия

в сторону прибавочной стоимости
10
Основные компоненты устойчивого развития:

эффективное управление природными ресурсами. Переход с ископаемого
сырья (топлив) на возобновляемые ресурсы (renewable resources)

применение малоотходной технологии (BAT = best available technology) с
промышленными циклами. Приближение к нулевым выбросам (zero discharge)

увеличение ВВП (GNP, Gross National Product) за счет экономного
хозяйствования и предотвращение ущерба природе

развитие общества в сторону открытой и творческой демократии

этическое и культурное развитие общества. Устойчивое развитие требует
предотвращения ущерба для следующих поколений

экологический образ жизни, т.е. использование солнечной и геотермальной
энергии, использование натуральных строительных материалов, раздельный
сбор бумаги, металла и опасных отходов и т.д.

Это уже повседневная практика в Швеции, Дании и Германии.
11

Самый трудных вопрос: как определить,
развитие устойчивое или нет и в какой
мере оно устойчивое?

Для этого разработаны индикаторы
устойчивого развития (indicators of
sustainable development).

Они в разных странах могут немного и
отличаться.

На рис. показаны 15 индикаторов,
которые используются в Англии при
оценке устойчивого развития какого-то
региона.

В целом оценивают 4 сектора: защиту
окружающей среды, экономику,
социальное развитие и эффективность
использования природных ресурсов.
12
История движения за устойчивое развитие

I период начался с двухсторонних соглашений в 19-ом веке о
рыболовстве и закончилась с образованием международных
организаций в 1945 году

II период начался с создания зеленого движения, закончилась с
созданием ООН (United Nations, UN) и конференцией ООН в
Стокгольме (UN Conference on the Human Environment) в 1972 году

III период (1972-1992) явился периодом создания многочисленных
организаций по защите окружающей среды и подписанием целого
ряда документов (соглашений)

IV период начался с конференции по окружающей среде и развитию в
Рио-де-Жанейро в 1992 г. Этот период продолжается уже почти 20 лет.

13
Важнейшие события (I период)




1872 г. – правительство Швейцарии сделало неудачное
предложение создать комиссию и подписать соглашение о
защите перелетных птиц
1911 г. – конвенция по защите тюленей
1931 г. – в Женеве была подписана конвенция по защите
китов
1935 г. – 24 государства ратифицировали эту конвенцию
(Россия и Япония до сих пор не подписали)
14
Важнейшие события (II период)

В этот период возникли следующие актуальные темы: ядерное и биологическое оружие, бедность,
загрязнение, отходы, потеря биологического разнообразия (diversity), несоблюдение прав человека.

1962 г. – Rachel Carson публикует книгу „Silent Spring” (Безмолвная весна). В этой книге объединены
исследования по токсикологии, экологии и эпидемиологии и сделан вывод о катастрофическом масштабе
применения сельскохозяйственных пестицидов. Была выстроена связь между их применением и
разрушительным воздействием на животные виды и здоровьем человека. Это развеяло допущение, что
окружающая среда имеет бесконечную емкость по накоплению загрязнений.

Были созданы:
o
International Institute for Environment and Development (Международный институт окружающей среды и
развития)
o
Institute of European Environmental Policy (Институт европейской экологической политики)
o
Foundation for Environmental Conservation (Фонд охраны окружающей среды)
o
World Resources Institute (Институт мировых ресурсов)

1970 – Первый День Земли (Earth Day)

1971 г. Greenpease в Канаде

1973 г. – нефтяной кризис (oil crisis); все поняли, что экономический рост имеет свои пределы (limits to
growth)

1972 г. – Римский Клуб (Club of Rome) опубликовал знаменитую книгу «Limits to Growth» (Пределы роста). В
этой книге были четко выведены исчерпывание природных ресурсов, загрязнение среды и рост популяции.
Книга «Limits to Growth» ввела на мировом уровне новое мышление (new thinking)
15
Важнейшие события (III период 1972-1992)

1972 г. – Конференция ООН по Окружающей Человека среде „Human Environment” проведена в
Стокгольме. Конференция посвящена региональным загрязнениям и кислотным дождям в северной
Европе.

Конференция имела особое значение в развитии всемирного движения за защиту окружающей
среды. В результате этой конференции создала новую агентура ООН – «Программа окружающей
среды ООН» (United Nations Environmental Programme).

В регионе Балтийского моря ученые уже в 1960-тые годы обратили внимание на загрязнение
морской среды и снижение содержания растворенного кислорода. В 1974 году создали Хельсинскую
Комиссию (HELCOM=Helsinki Commission) для наблюдений за ситуацией в Балтийском море и
разработке мероприятий для снижения загрязнения. Кстати, решения HELCOM не являются
обязательными для правительств, а только рекомендательными.

После рапорта Римского Клуба создали Зеленые партии в Англии (1973), во Франции (1974), в
Швейцарии (1979), в Финляндии (1980), в Швеции (1981), в Австрии (1982), в Голландии (1983), в
Италии (1984) и т.д.

В 1979 г. появилась книга James Lovelock „Gaia: A new look at life on Earth”. Основная идея в ней была
– «жизнь на Земле контролируется всеми живыми организмами, которые создают неразделимое
единство биосферы». После опубликования этой книги зеленые движения разделились на два:

1) экологи, которые ставили в качестве приоритета биосферу как таковую (biocentric focus) и

2) защитники окружающей среды, которые интересовались биосферой только из-за приносимой
человечеству пользы (anthropocentric focus)
16
Важнейшие события (IV период)

1992 г. - конференция ООН «Окружающая среда и развитие» (UN Conference on Environment and
Development) в Рио-де-Жанейро (Rio de Janeiro). Приняли участие 179 стран. Тематика включала
защиту воздуха, ресурсов земли, морей, океанов, биологическое разнообразие, биотехнологию,
опасные отходы и токсичные химикаты. Была создана комиссия по устойчивому развитию
(Commission for Sustainable Development, CSD). Была подписана Agenda 21 (Агенда 21) – документ, где
описано, как сделать развитие устойчивым социально, экономически и в аспекте окружающей
среды. Основной недостаток этого красивого документа в том, что он реально не финансирован!

По оценкам всемирная стоимость Agenda 21 будет составлять ежегодно около 600 млрд. долларов
США (!), что полностью нереальная цифра.

Несмотря на это, бизнесмены почувствовали неизбежность изменения старой технической политики.

В 1989 г. за круглым столом собрались промышленники Европы и решили создать постоянную
рабочую группу по окружающей среде (Working group on Environment).

В 1990-тые годы многие фирмы поняли, что сокращение расходования ресурсов и снижение
выбросов может дать им явные преимущества перед конкурентами.

Международная торговая палата выпустила в 1991 г. «Business Charter for Sustainable Development»
Там декларировали, что компании во всем мире должны применять одинаковые критерии по
окружающей среде.

Были введены EMAS (система управления окружающей средой на предприятии) и стандарт ISO 14000
(как оценить влияние производства на окружающую среду).
17
Важнейшие события – последнее десятилетие

2002 – Всемирный Саммит по Устойчивому развитию проведен в Йоханнесбурге.
Саммит выдвинул «сотрудничество» как метод достижения устойчивости.

2005 – Киотский протокол вступил в силу, легально обязав развитые страны к
сокращению выбросов парниковых газов и установив Механизм Чистого Развития (Clean
Development Mechanism) для развивающихся стран.

2008 – Всемирный продуктовый, топливный и финансовый кризис. Глобальные цены
на продукты питания возрастают на 43% в год; рост потребности в энергии Китая, Индии
и повсеместный рост цен на энергию; финансовые институты колеблются от краха
ипотечного кредитования в США и рынки падают, отправляя мир в рецессию.

2008 – Идея Зеленой экономики становится господствующей. Национальные
правительства инвестируют в экологические мероприятия. Новые установки будущего:
низкоуглеродная экономика и зелёный рост.

2009 - Копенгагенское климатическое соглашение (COP15). В центре внимания
внутренние цели и действия крупных источников выбросов таких как США и Китай.
Международный процесс по-прежнему рассматривается как важнейший инструмент
оценки состоятельности предпринимаемых действий по сокращению глобальных
выбросов. Результаты копенгагенского соглашения не ясны, процесс пришёл к
затруднению.
18
Общество, окружающая среда и экономика

Несмотря на многочисленные
документы, конференции и форумы
пока нет полной ясности, как достигнуть
устойчивого развития на практике! Есть
только общее согласие на
теоретическом уровне, что устойчивое
развитие означает одновременное
достижение социальных, экономических
целей и целей защиты окружающей
среды.

Следуя определению комиссии
Брундтланд, область SA* (sustainable
activity), где все три круга совпадают,
представляет собой действия или акции
устойчивого характера (удовлетворять
потребности нынешних поколений не
ставя под угрозу будущие поколения).

19
На рис. показаны общество, окружающая
среда и экономика в виде трёх частично
совпадающих кругов. Экономический
сектор черпает из среды сырье,
материалы и энергию, снабжает общество
продуктами и услугами, а отходы
направляет обратно в окружающую
среду.


Многие компании рекламируют себя как новые
«устойчивые».
За этим словом понимают по крайней мере два
действия:


20
использование природных ресурсов в такой мере,
чтобы обеспечить их наличие в будущем;
выделять отходы с такой же скоростью, как они
ассимилируются природой.






В книге „Our Common Future” (National Academy Press, Washington,
D.C., 1999) были заданы ключевые вопросы:
что надо беречь?
кто должен это делать?
насколько надо беречь?
К настоящему времени имеется ясный ответ на первый вопрос. Надо
беречь: сырье, энергию для переработки сырья и выработки основной
продукции, воду для переработки сырья и выработки основной
продукции и, конечно, окружающую среду, чтобы она оставалась
способной получать и ассимилировать отходы.
Начиная с сырья можно двигаться дальше в сторону концепции
анализа жизненного цикла (LCA)
21
Жизненный цикл промышленных продуктов

Жизненный цикл (life cycle) – этапы жизни продукта, процесса или упаковки,
начинающиеся с добычи сырья, продолжающиеся в переработке,
производстве материалов, производстве продуктов и использовании и
завершающиеся любым вариантом управления отходами.

Анализ жизненного цикла (LCA) применяли для анализа процессов в
энергетике уже в 70-тые годы. В начале 90-тых годов этот метод или
инструмент стали применять для сравнения различных производственных
процессов.

На рис. LCA выражается как область,
где совпадает круг экономики
и круг окружающей среды.
22
Анализ жизненного цикла

Анализ (оценка) жизненного цикла, Life cycle assessment LCA – концепция и
методология для целостной оценки воздействий продукта или деятельности
на окружающую среду путём анализа всего жизненного цикла отдельного
материала, процесса, продукта, технологии, услуги или деятельности.
Производство сырьевых материалов
Основное производство
Упаковка и распределение продукта
Использование продукта
Удаление продукта из оборота (конец I жизни)
На каждой стадии рассчитывают влияние процесса на окружающую среду
23
Добыча сырья
• Альтернативное
сырье для
промышленности
• Комплексное
использование
сырья
• Минимизировать
перевозку
• Использовать
отходы
• Минимизировать
использование
растворителей
Основное
производство
• Использование
катализаторов
• Безопасные
реагенты
• Безопасный
процесс
• Минимизировать
использование
энергии
• Минимизировать
использование
растворителей
• Минимизировать
образование
отходов
Упаковка и
распределение
продукта
• Минимизировать
транспортные
расходы
• Минимизировать
упаковку
• Экологичная
упаковка
Использование
продукта
• Максимальная
эффективность
• Минимальные
вспомогательные
потребности
(ремонт)
• Минимальное
потребление
энергии
• Безопасность
Удаление продукта
из оборота
• Совместимость с
окружающей
средой
• Биодеградация
• Повторное
использование
Способы предотвращения загрязнения в жизненном цикле химического продукта
24
Методология анализа жизненного цикла

LCA – это инструмент для оценки поведения продукта или процесса по
отношению к окружающей среде «от колыбели до могилы» («from cradle to
grade”)

LCA не совсем новый инструмент. Его применяли 70-тые годы для оценки
расхода энергии на разных стадиях производства

Позднее стали в этот анализ включать выбросы и отходы, но без
количественной оценки влияния на окружающую среду

В начале 90-тых годов методология LCA была на 90 % разработана

Доработка LCA идет и в настоящее время.

Основными авторами LCA были две международные организации:

Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC)

International Standartization Organisation (ISO)

Основная цель LCA: найти возможности для снижения влияния
системы на окружающую среду.
25


Какая разница между анализом влияния на окружающую среду
(EIA = environmental impact assessment; keskkonnamõjude hinnang
(KMH)) и процедурой LCA?
Разница в следующем:



в EIA границы нарисованы вокруг предприятия
в LCA границы глобальные, анализ проводится «от колыбели до могилы», т.е.
начинают с анализа производства сырьевых материалов и заканчивают
размещением использованного продукта на отвалах или его рециркуляцией
Если в EIA оценивают локальное влияние производства на почву,
подземные воды, поверхностные водоёмы и атмосферу, то в LCA
оценивают влияние всех стадий в цикле на глобальное потепление
климата, на разрушение озонового слоя и т.д.
26
Компоненты LCA

SETAC и ISO определили 4
компонента в процедуре LCA:
 определение цели и
масштаба (границ) анализа
(ISO 14041)
 инвентаризационный анализ
(инвентаризация выбросов)
(ISO 14041)
 оценка влияний (анализ
воздействия) (ISO 14042)
 интерпретация результатов
(ISO 14043).
27
Определение
цели и масштаба
Инвентаризация
выбросов
Анализ
воздействия
Интерпретация
результатов
Определение цели и масштаба

Это первая и наиболее критическая фаза. Здесь надо установить:

будет ли LCA проводиться только внутри предприятия для улучшения поведения системы

внешне для маркетинга, для формирования торговой политики (public policy) фирмы

границы системы и подсистем

какие допущения, упрощения надо сделать

определить функциональную единицу (functional unit).

Функциональная единица – это качественный размер выпускаемой продукции
или предлагаемых услуг, выраженный на сравниваемой, эквивалентной
основе. Например, сравнение различных упаковок для напитков надо
проводить на эквивалентной основе, т.е. сравнивать производство упаковок,
которое содержит одно и тоже количество (объем) жидкости. Допустим, что
сравнивают стеклянную тару (бутылки) и картонную тару (упаковки).
Функциональная единица = 1000 л (1 м3) жидкости в 1-литровых контейнерах,
т.е. 1000 шт. контейнеров.

NB! Цель и масштабы (границы) уточняют постоянно в процедуре анализа.
28
Инвентаризационный анализ


Это следующая, вторая фаза LCA, где система
характеризуется количественно.
Инвентаризационный анализ включает:








29
дальнейшее уточнение системы и ее границ
изображение системы в виде схемы (диаграммы с потоками)
сбор данных
позиционирование (размещение) нагрузок на окружающую
среду
расчеты и оформление результатов
анализ чувствительности
какие допущения, упрощения надо сделать
определение функциональной единицы (functional unit).

Все то, что находится вне системы, называется окружающей средой.

Система разделяется на подсистемы

Каждая подсистема описывается детально потоками материалов и энергии, а
также потоками газовых и жидких выбросов и отходов.

Составляют материальные и энергетические балансы. Нагрузки на
окружающую среду включают расход ископаемых топлив, выбросы SO2, NOx,
пыли, сброс тяжелых металлов в воду, объемы твердых отходов и т.д.
30
Анализ воздействий (Impact Assessment)

Эта стадия состоит из следующих ступеней:






31
выбор категорий влияния на окружающую среду (глобальное
потепление климата, разрушение озонового слоя, закисление и
т.д.)
классификация (например, отнесение выбросов СО2 и СН4 к
глобальному потеплению, выбросов CFCs к разрушению
озонового слоя и т.д.)
характеристика влияний и их нормализация
сортировка (группировка) индикаторов на глобальные,
региональные и локальные
взвешивание (выведение наиболее важных влияний),
чувствительность
составление отчета.

Нормализация - это процедура выражения влияний на сравнительной основе.
Например, выражение влияния СН4 на потепление климата (GWP) через
эквивалент СО2

Сортировка (группирование) - это разделение влияний на:
1. Глобальные

потепление климата

разрушение озонового слоя

исчерпание природных ресурсов
2. Региональные

фотохимический смог

подкисление (acidification) почвы, лесов, водоемов
3. Локальные

здоровье человека (повышенная смертность)

токсичность среды (уменьшение популяции животных)

водная токсичность (уменьшение популяции рыб)

использование земли (потери в биомассе, снижение биологического разнообразия
(biodiversity)) и т.д.
32
Интерпретация результатов



Проводится на каждом этапе анализа жизненного цикла,
сто обеспечивает возможность корректировки
экологических характеристик оцениваемой деятельности
В ходе интерпретации результатов анализируют, какие
данные имеют наиболее важное значение, т.е. какого рода
влияния на окружающую природу самые большие.
Анализ чувствительности должен выявить, какие
изменения в исходных данных приведут к максимальным
изменениям в конечных результатах.
33
Практическое применение LCA

LCA может иметь разные цели:




34
получить полную картину о влиянии какого-то продукта или
процесса на окружающую среду
установить самые «критические» процессы (hot spots) и их
влияние
сравнить между собой альтернативные продукты и
процессы
снабдить технополитиков нужной информацией.
LCA, ориентированный на продукты

Исторически, большинство LCA (Case Studies) были
ориентированы на продукты (стиральные
машины, стиральные порошки, упаковки и т.п.).

В настоящее время проводится LCA для химикатов,
газов, металлов, минералов, полимеров, бумаги,
текстиля, кожи, электроники, пищевых продуктов,
напитков и т.д.
35
Пример 1: стекло versus картон

Целью данного исследования являлось сравнение (LCA) жизненных циклов
двух продуктов: стеклянной бутылки и картонной упаковки. Функциональная
единица определена как 1000 шт. 1-литровых контейнеров.

Бутылка весит 405 г, картонная упаковка только 34,5 г. В таком случае вес 1000
штук 1-литровых контейнеров разный:

Стекло: мстек = 1000 х 405 = 405 кг

Картон: мкарт = 1000 х 34,5 = 34,5 кг.
36
Диаграммы материальных и энергетических потоков
Диаграмма потоков для технологической
схемы производства картонных пакетов.
Здесь Т= транспорт;
LDPE = low-density polyethylene (используется для
водостойкого картона). Все выведенные из
оборота картонные изделия отправляются на
свалку.
Сырьем является древесина (возобновляющийся
ресурс), при этом образуются сточные воды с
высоким значением ХПК.
37
Диаграмма потоков для технологической
схемы производства стеклянной бутылки.
Здесь HDLE = high density polyethylene,
который используется для производства
пробок для бутылок. 40 % из использованных
бутылок рециркулируется на производстве, 60
% складируется на свалке.
NB! Для производства стекла требуются
песок, сода и известняк. При этом на
производство соды (Na2CO3) затрачивается
много энергии.
Сравнение

При сравнении различных выбросов в
атмосферу и воду, а также учитывая
объем твердых отходов (объем отвала)
выяснилось, что во всех случаях
выбросы были меньше для картона, за
исключением ХПК сточных вод.
38

Сравнивая потребление ресурсов,
видим, что во всех случаях потребление
ресурсов меньше для картона, за
исключением возобновляющихся
лесных ресурсов.
Суммирующий график показывает, что производство картонных контейнеров
оказывает на природу меньшее влияние, чем производство стеклянных
бутылок по параметрам: исчерпание ископаемых энергетических ресурсов,
глобальное потепление климата, объем отходов.
39
LCA, ориентированный на процессы

Пример 2: снижение эмиссий VOC (летучих органических веществ)

В этом примере сравнивают между собой процессы для удаления VOC из газа
(„end-of-pipe” technology):

адсорбция на активированном угле с последующей регенерацией адсорбента паром (ACASR)

каталитическое окисление (CO)

криогенная обработка (конденсация) (CR)

биологическая очистка (BO).

Объемный расход газа V = 1000 ÷ 20000 м3/г, концентрация VOC 200 ÷ 1200
мг/м3 (ксилол).

Надо найти ВАТ (best available technology).

Функциональная единица = 1 кг удаленного VOC (ксилола). Границы
установлены «от колыбели до ворот» (from cradle to gate), т.к. в общий оборот
не поступает никакого продукта или процесса. При проведении анализа надо
учитывать, что любой процесс удаления ксилола как VOC может привести к
выделению других VOC.
40

На рис. показаны технологические схемы адсорбции (ACA-SR) и каталитического
окисления.

При каталитическом процессе газы, содержащие ксилол, подогревают до 250÷350ºС и
окисляют на поверхности катализатора CrО3.

The ACA-SR process. 1 - VOC gas inlet; 2 - steam inlet; 3 – recovered VOC; 4 – spent carbon disposal.

The CO process. 1 - VOC gas inlet; WW- wastewater
41

Криогенная обработка (CR-процесс)

С помощью жидкого азота (-195ºС) достигают температуры < -155ºС и ксилол
конденсируется.
42

При биологической аэробной очистке ксилол
транспортируется потоком газа через аэротенк, где
микроорганизмы его частично окисляют.
43
LCA исследования выявили, что удаление VOC (ксилола) этими технологиями
создает новые эмиссии других VOC и загрязнителей воздуха в разной мере.
Самым плохим процессом в этом смысле является криогенная конденсация,
где на каждый кг удаленного VOC генерируется дополнительно 0,06 кг VOC и 22
кг СО2
LCA CO2 and VOC emissions for VOC abatement
technologies: flow rate 5000 m3/h; outlet VOC 50 mg/m3;
ACA-SR = activ.carbon adsorption/steam regeneration; CO =
catalytic oxidation; T (oxid.) = 350°C; CR = cryogenic recovery;
T (cooling) = - 50°C; BO = biological oxidation
44
Общая
тенденция
–
при
увеличении
начальной
концентрации VOC в газе ситуация
улучшается,
при
исходной
3
концентрации > 600 мг/м
Лучшим процессом является ACASR, за ним следует биологическая
очистка
(ВО),
каталитическое
окисление (СО)
и криогенная
конденсация (CR). The BAT is ACASR! Для этого процесса эмиссии
новых VOC и СО2 стали даже
отрицательными, т.к. ксилол в этом
процессе регенерируют.