Використання вторинних ресурсів
На народногосподарському рівні безвідходні технології передбачають насамперед залучення у виробництво вторинних ресурсів. Підвищення ефективності суспільного виробництва в економічно розвинутих країнах відбувається через максимально можливе збереження в обробці вже добутих із природного середовища ресурсів.
З останньої чверті ХХ століття стратегія у використанні ресурсів людством помітно змінила свій напрям з первинної сировини на вторинні ресурси. Наприклад, до 1910 року із загального обсягу використання міді тільки 18% припадало на вторинну сировину, а наприкінці ХХ століття - 45%. В 1972 році 30% свинцю використовувалось із вторинних матеріалів, тоді як в 90-х роках ХХ століття – 74%. Це зумовлено насамперед вичерпністю багатьох видів ресурсів, насамперед з високим вмістом корисного компоненту в сировині , тому виробництву доводиться звертатися до сировини з низьким вмістом корисної речовини або до вторинних ресурсів.
До вторинних ресурсів відносять сукупність відходів виробництва і споживання. Джерелами утворення відходів виступають промислові підприємства, будівництво і транспорт, сільське господарство, сфера послуг, житлово- комунальне господарство і населення.
До відходів виробництва належать залишки сировини, напівфабрикатів, відходи видобутку і збагачення корисних копалин тощо. Наприклад, відомо, що виплавляння чавуну супроводжується утворенням шлаків. Їх переробка визначає організацію безвідходного виробництва. Доменні шлаки використовуються для виробництва. Доменні шлаки - це сировина для виробництва цементу, бетону, шлакоблоків. Вони можуть бути використані у будівництві автошляхів.
Залізовмісні відходи металургійних підприємств, що утворюються при очистці газів і стічних вод, використовуються на цих же підприємствах як домішки в агломераційну шихту. Вони також придатні для виробництва цементу.
Флотаційні відходи збагачення вугілля використовуються для виробництва силікатної цегли, а відходи коксохімічного виробництва – для виробництва в’яжучих матеріалів. Жужіль , який неминуче супроводжує роботу теплових електростанцій, що працюють на вугіллі, служить сировиною для виробництва будівельних матеріалів – бетонних блоків, панелей, шляхового покриття, силікатної цегли. У США вони використовуються з цією метою на 20%, у Великобританії – на 60, у Франції – на 72, у Фінляндії – на 84%.
Поруч з виготовленням будматеріалів намічається їх використання для вилучення вуглецю, кольорових та інших металів, які вони містять у відносно підвищених концентраціях. Перспективним є вилучення феросиліцію для чорної металургії. Вартість отриманого матеріалу в 3 рази нижча, ніж на феросплавних заводах.
Це означає, що відходи, переходячи в категорію нового елемента виробництва, стають знову його початковою ланкою, тобто його сировинною базою. Причому, відповідний рециклінг в принципі не має обмежень за числом оборотів і дозволяє поступово витісняти первинну сировину, хоча про стовідсоткове витіснення практично не йдеться.
Цифри в цьому відношенні є дуже красномовними. В розвинутих країнах світу, зокрема в США, із вторинної сировини отримують понад 20% всього виробництва алюмінію, 33% заліза, 50% свинцю і цинку, 44% міді тощо. Маються на увазі насамперед ресурси у вигляді лому цих металів. Але рециклінг стосується і гуми, і пластмас, і мастильних матеріалів, і багатьох інших.
В усьому світі великою проблемою стала утилізація автомобільних покришок. Тільки в США утворююється до 240 млн покришок за рік. Поточні витрати на переробку покришки становить приблизно 10 центів у тому випадку, якщо заводи їх приймають на переробку. Близько 2 млрд покришок перебувають на віддалених звалищах. В 1981 році хімік-дослідник Е.Старк розробив процес вулканізації покришок за допомогою полімерних матеріалів, які можуть оновити гуму і дозволити використати її як новий матеріал для виробництва нових покришок для вантажівок, кошиків для сміття тощо. Після цього було відкрито подібне виробництва в інших штатах Америки.
Макулатура використовується для отримання широкої гами целюлозно-паперової продукції. Використання 1 т. вторинного волокна взамін деревної маси дозволяє заощадити від 2,6 до 5 м3 деревини, від 105 до 780 кВт. год електроенергії та ін.
Відходи деревинивикористовуються для виробництва деревостружкових плит, інших композиційних матеріалів, гідролізної продукції.
Відходи знаходять застосування у багатьох галузях для виробництва промислової продукції, будівельних матеріалів, комбікормів, добрив та ін., замінюючи природні ресурси (рудні концентрати, паливо, деревину, природні нерудні матеріали тощо).
Відходи гірничо видобувної промисловості включають розкривні, супутні породи та відходи збагачення корисних копалин. Основна маса розкривних порід використовується для рекультивації земель, будівництва дамб, доріг, планування території, а також для закладки гірничих виробок. Окремі види розкривних і супутніх порід (скельні породи, бентонітові глини, вапняки, талькові сланці, пісок можуть використовуватись для виробництва будівельних матеріалів (щебеню, кераміки, скла, цементу).
Відходи збагачення використовуються для виготовлення щебеню і піску як заповнювачі бетонів, для будівництва дамб, доріг та ін. Із за складованих шламів при повторному збагаченні можуть бути отримані марганцеві і залізорудні концентрати. Вони можуть розглядатися як резервна сировина.
В процесі виробництва глинозему утворюються червоні шлами, що містять оксиди заліза, кальцію та ін. Вони використовуються в цементній промисловості, в чорній металургії, сільському господарстві. Оскільки вони містять такі компоненти як золото, галій, скандій, ітрій та інші, то можуть розглядатися як техногенне родовище цих корисних копалин. На сьогоднішній день на Миколаївському глиноземному заводі освоєна технологія вилучення галію із алюмінат них розчинів.
Відходи вуглевидобутку і вуглезбагачення в масових масштабах використовуються для закладки виробленого простору шахт, виготовлення будівельних матеріалів.
Щодо відходів вуглезбагачення, які часто містять до 20 і більше відсотків вуглецю, то найбільш перспективним є їх використання як палива за спеціальними технологіями. Одним з ефективних напрямів їх використання є також виготовлення керамічної цегли, де вони використовуються як паливно – мінеральні домішки. Поряд із заощадженням первинної сировини їх застосування дає значну економію палива (до 80%).
Наявність ряду цінних компонентів у складі ресурсного потенціалу відходів визначає інвестиційну привабливість окремих об’єктів. Важливим аспектом реструктуризації металургійної галузі має стати розвиток вторинної металургії. Передумовою для цього є наявний в Україні металофонд. Проведені оціночні роботи на окремих об’єктах накопичення відходів дають підстави очікувати їх віднесення до категорії техногенних родовищ, кольорових, рідкісних, благородних металів та деяких інших видів мінеральної сировини. Наприклад, відходи Микитівського ртутного комбінату містять ртуть, сурму, миш’як, літій, золото, срібло.
Важливим джерелом сировини є відходи споживання – вироби й матеріали, що використовувалися населенням, втратили свої важливі якості та були викинуті населенням. Дослідження, проведені в Німеччині, показали, що на кожного жителя щорічно припадає 127 кг скла, 173 кг паперу, 1271 кг інших відходів побутового сміття або цінних матеріалів. Одне вибіркове обстеження населення м. Констанца показало, що за умови відокремленого збирання побутових відходів та їх сортування ще вдома в залишковому смітті вагою 5160 кг міститься 607 кг паперу, 455 кг скла. У Німеччині нині встановлено 100 тис. контейнерів для збору утильсировини. Завдяки відкриттю сміттєвої сировинної бази із вторинних ресурсів отримують 55% сталі, 53,5% паперу, 50,6% свинцю, 43,2% скла, 38,5% міді, 38,3% алюмінію. Побутове сміття стало істотним джерелом сировини в багатьох країнах, а це економить ліс, воду, енергію, паливо. Скажімо, якщо у виробництві скла додають 10% розбитого, то витрати на енергію скорочуються на 2%.
Оскільки в Японії висока густота населення, то ця країна зіткнулася з проблемами переробки твердих відходів раніше, ніж інші країни. В Токіо промислові підприємства почали збирати газети та журнали, різні відході в обмін на нові ванни або косметичні серветки . Споживачам, які хотіли б викинути старі побутові прилади, достатньо було повідомити про це відділ покращення санітарних умов. В Японії близько 40% твердих відходів використовується повторно у виробництві, в тому числі 50% паперу, 55% скляних пляшок, 60% металевих банок . Починаючи з 70-х років ХХ століття громадянам рекомендувалося відокремлювати відходи, які підуть на переробку від тих, які не будуть перероблятися. Відходи, які повинні бути спалені, становлять близько 72% загальної кількості відходів, після відновлення надходять до спеціальних печей, які зменшують їх вагу та об’єм. Кожний японський район має своє власне підприємство для спалювання сміття, загальне число яких становить 1899 (порівняно з 155 великими сміттєспалювальними заводами в США). Сміття, яке не може горіти, переробляється, метали відновлюються. І тільки 9% відходів закопуються в землю.
У 1992 році в Японії почав діяти закон «Про стимулювання використання вторинної сировини», в 1997 році закон «Про стимулювання сортування при зборі та повторне використання тари та пакувальних матеріалів». Ефективному використанні відходів в Японії сприяє розмежування сфер відповідальності: споживачі сортують сміття, місцева влада забезпечує його сортування при його збиранні, підприємці – повторно використовують тару та пакувальні матеріали. В Японії існує досвід утилізації поліетилену. Компанія «Негдю Санге» з початку 1980 –х років почала виробляти із старих поліетилентерефталатових виробів (ПЕТ) поліефірні волокна. Процес вторинного використання ПЕТ має великі можливості. Виготовивши одного разу з відходів ПЕТ килимок, після його зносу можно переобити в килимове покриття для багажників автомобілів. Японська фірма «Мідзуно» з вторинного поліефіру виробляє спортивний одяг для школярів, кросівки зі штучної шкіри. Фірма «Гундзе» з ефірного матеріалу виробляє скатертини, кухонні рукавиці, ковпачки для чайників, циновки, підставки . Компанія «Одзакі Сьодзо» з пряжі, що складається з 70% поліефіру і 30% вовни, виготовляє шкільну форму, причому на виготовлення дорослого комплекту йде близько 15 пластикових пляшок. Корпорація «Лайон Офіс Профктс» виробляє тканинні покриття та матеріал для подушок дл офісних стільців, полиці для папок і книг із стовідсотково вторинної пластмаси. Більшість деталей цих стільців можна використати повторно.
Певного досвіду використання вторинних ресурсів набуто і в Україні. Введення в 1981 році загальнодержавного планування використання вторинних ресурсів сприяло збільшенню обсягів залучення їх до виробництва. Починаючи з 2000 року стали збільшуватись і відносні і абсолютні показники використання відходів як вторинної сировини, що свідчить про тенденцію до ресурсозбереження в національній економіці
На сьогодні в Україні накопичено понад 35 млрд тонн відходів виробництва та споживання. Площа земель, зайнята під ними, становить 130 тис. га. Однак лише 8% від загального обсягу відходів використовується у вітчизняній промисловості як вторинна сировина. Щорічний обсяг відходів, який припадає на один квадратний кілометр площі України, у 6,5 рази вищий, ніж у країнах Європейського економічного співробітництва. Кожний рік в Україні утворюється відходів більше, ніж у дванадцяти країнах ЄЕС разом узятих, не враховуючи викидів (скидів) в атмосферу та водойми. Невирішеною екологічною проблемою в Україні залишається санітарне очищення міст та поселень від побутових відходів. Майже 80% звалищ промислових і побутових відходів експлуатуються без будь-яких запобіжних заходів, у результаті чого вони стали джерелами забруднення довкілля. Витрати на складування і захоронення виробничих відходів становлять майже 20% вартості готової продукції, що не сприяє розвитку технологій їх переробки та утилізації.
Однак стає все більш очевидним, що без роздільного збору побутових відходів Україна не зможе вирішити проблеми їх раціонального використання. З огляду на неможливість повноцінного технічного сортування відходів, у зарубіжних країна пріоритет надається роздільному збору відходів на етапі їх утворення. Найбільш розвинута система й утилізації відходів у Німеччині, Данії, Нідерландах та Швеції. В організації цієї роботи найбільшу роль відіграє свідомість населення, котре добровільно бере на себе зобов’язання сортувати побутові відходи на первинній стадії їх утворення.
Майже у всіх країнах світу питання з використаною тарою і твердими побутовими відходами вирішується на державному рівні. З цією метою розроблено й прийнято національні програми. Створено Європейську асоціацію з регенерації та вторинної переробки тари й упаковки «ERRA», в основу роботи якої покладено принцип «забруднювач платить», тобто виробники відходів відповідають за реальні витрати, пов’язані з негативним впливом на довкілля їх діяльності. У Західній Європі зусилля з утилізації використаної скляної тари координуються Європейською федерацією скляної тари, до складу якої входить 17 країн.
В Німеччині в 1996 році було прийнято Закон «Про замкнуті цикли господарської діяльності», згідно якого було висунуто обов’язкові вимоги до підприємств щодо утворення відходів та їх утилізації. Закон переніс відповідальність за знешкодження відходів із муніципальних органів на виробників та власників. Паралельно - було створено Управління відходами, функції якого полягають в організації діяльності у сфері санітарного очищення населених пунктів та збору вторинної сировини, а також знешкодженні непридатних для використання відходів. В Німеччині існує Дуальна система збору й утилізації відходів, яка взаємодіє на контрактній основі з партнерами - містами і підприємствами. Ця система використовує квоти на утилізацію, економічні стимули, методи агітації і пропаганди серед населення. Дуальна система організовує повернення використаних упаковок для їх повторної переробки, використовуючи для цього ліцензійний знак - «зелену крапку». За упаковку із «зеленою крапкою» її виробники сплачують до Дуальної системи внески, за рахунок яких і здійснюється збирання і сортування використаних упаковок, а для синтетичних матеріалів – їх утилізація. Таку систему із «зеленою крапкою» використовують на кожному упакованому виробі у Бельгії, Франції, Австрії, Ірландії, Португалії , Іспанії, Норвегії та інших країнах Європи.
Успішна цінова політика у сфері використання вторинних ресурсів розроблена в США, Німеччині, Данії, Нідерландах, Швеції. Зокрема, в Нідерландах максимально можливий збір пластикової тари забезпечується за рахунок того, що ціна порожньої пластикової місткості становить до 50% вартості напою.
В США близько 11% твердих відходів переробляється і використовується, 6% - спалюється, 83 % - зберігається на звалищах. В цій країні нагромаджено досвід використання вторинних пластмас. При Американській асоціації з випробовування матеріалів створено підкомітет з вторинної пластмаси і Раду з переробки твердих відходів при секторі промислових пластмас.