Ольга Катаева
ХХ
век принес человечеству немало благ, связанных с бурным
развитием научно-технического прогресса, и в то же время
поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост
населения, интенсификация добычи природных ресурсов,
неконтролируемые выбросы загрязняющих веществ приводят к
коренным изменениям в окружающей среде и крайне негативно
отражаются на самом существовании цивилизации. В данной ситуации
задержка с решением острейших проблем такого рода, по мнению
ученых, может привести к катастрофическим последствиям для
планеты.
Большинство экологических неурядиц, с которыми сталкивается
современное общество, имеет глубокие корни. Они стали
результатом бесконтрольной вырубки лесов и массового осушения
территорий, строительства гидротехнических сооружений и бурного
роста промышленности. Дополнительный урон флоре и фауне нанесла
необузданная гонка вооружений, поскольку испытания ядерного и
других видов оружия массового уничтожения не только калечат
облик Земли, но и уничтожают на значительных территориях все
живое — от микроорганизмов до млекопитающих. Серьезную
экологическую проблему породили разрушение озонового слоя,
промышленные выбросы в атмосферу, вызывающие кислотные дожди, а
также бесконтрольное захоронение радиоактивных и ядовитых
химических отходов под землей и на дне океана.
Вопросы минимизации негативного воздействия человека на
окружающую среду всегда были и остаются в центре внимания
мировой общественности. Об этом свидетельствует целый ряд
международных соглашений, среди которых можно выделить:
Московский договор о запрещении испытаний ядерного оружия в
атмосфере, в космическом пространстве и под водой (1963 год),
Конвенцию по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и
других материалов (1972), Декларацию об окружающей среде,
принятую на специальной Конференции ООН в Стокгольме (1972),
Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха на большом
расстоянии (1979), Венскую конвенцию об охране озонового слоя
(1985), Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый
слой (1987) и т.д.
Заботой о сохранении окружающей среды проникнуты и недавние
международные инициативы. Так, в ноябре 2009 года на совещании
глав финансовых ведомств стран «большой двадцатки» в городе
Сент-Эндрюсе (Шотландия) была признана необходимость срочного
увеличения финансирования борьбы с климатическими изменениями на
планете. В этой связи глава российского Минфина Алексей Кудрин
сообщил, что рассматривается вопрос о создании специального
фонда по борьбе с глобальным потеплением. Он привел экспертные
оценки, согласно которым до 2020 года на эти цели может
потребоваться от $100 млрд до $200 млрд. По словам министра,
«вклад РФ будет, скорее всего, заключаться в передаче
технологий».
Стабилизировать климат
Основное беспокойство последних лет вызывают все более очевидные
процессы изменения климата на планете. Причиной этого
негативного явления стал нарастающий парниковый эффект,
вызванный большим количеством выбросов углекислого газа в
атмосферу. Следует отметить, что опасения по поводу «глобального
потепления» впервые возникли еще в конце 70-х годов прошлого
века. Однако только в 1992 году с принятием Рамочной конвенции
ООН об изменении климата была официально признана необходимость
«стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на том
уровне, который предотвратит опасные антропогенные
взаимодействия с климатической системой».
Конкретные меры и механизм реализации данной конвенции были
предложены несколько позже, в 1997 году, и отражены в Киотском
протоколе. В соответствии с этим документом 120 стран взяли на
себя обязательства в период 2008-2012 гг. снизить совокупный
уровень выбросов парниковых газов на 7% по сравнению с уровнем
1990 года. При этом каждой стране выделен строго определенный
предел (или квота) на загрязнение окружающей среды: например,
странам ЕС — 8%, Японии — 6%, Канаде — 6%. Квотируется в первую
очередь двуокись углерода (СО2) — как наиболее существенный из
парниковых газов.
К сожалению, механизм перераспределения квот, который должен был
стать основным инструментом гибкого регулирования выбросов, так
и не заработал. Прошедший в декабре 2009 года Копенгагенский
саммит, призванный узаконить достижения Киотского соглашения,
также не смог выработать приемлемых для всех участников этого
процесса процедур. Однако он задал основные направления для
активного переговорного процесса, который, несомненно, уже в
ближайшем будущем приведет к созданию новой глобальной системы
контроля и регулирования парниковой эмиссии.
Энергосбережение — первоочередная цель
Основными источниками парниковых газов являются промышленные
предприятия, транспорт, сельское хозяйство. Значительный «вклад»
в увеличение их концентрации наряду с другими отраслями вносит и
энергетика. Поэтому, понимая необходимость для человечества
экономического роста этих и других отраслей, мировое сообщество
сформулировало следующие задачи на ближайшее будущее:
первоочередная — энергосбережение; долгосрочная — переход на
альтернативные возобновляемые энергоресурсы.
Подсчитано, что почти треть производимой в мире энергии
расходуется нерационально, неэффективно. Парадокс заключается в
том, что, вырабатывая энергию, человечество сжигает огромное
количество топливно-энергетических ресурсов, загрязняя при этом
атмосферу только ради того, чтобы затем потерять определенную
часть произведенной энергии. Очевидно, что наиболее разумным и
безопасным способом избежать негативных последствий изменения
климата на планете должно стать энергосбережение.
Говоря же о долгосрочной задаче для мировой промышленности,
предполагается развитие, прежде всего, экологически приемлемых
форм производства энергии, таких как: ветровая, солнечная,
волновая, геотермальная, биогаз и прочая (так называемая
альтернативная энергетика).
Существенного снижения выбросов в атмосферу можно добиться и за
счет мероприятий по совершенствованию технологических процессов
на производстве, а также путем замены устаревшего энергоемкого
оборудования на современные энергоэффективные образцы.
Общеизвестно, что среди наиболее «эмиссионных» секторов
промышленного производства выделяется черная металлургия,
лидирующая в энергопотреблении. Возможности, например, России по
снижению выбросов СО2 в черной металлургии оцениваются примерно
в 30 млн т ежегодно, а это составляет порядка 1,5% всех выбросов
парниковых газов в нашей стране. Более половины данного
потенциала (свыше 15 млн т СО2) связано с утилизацией доменного
газа, включая и дополнительную выработку из него энергии.
Модернизация доменного производства и повышение эффективности
управления доменным процессом может дать дополнительно снижение
эмиссии порядка 6 млн т СО2. Такой же эффект прогнозируется при
переходе с мартеновского производства на кислородно-конверторные
печи.
В подтверждение сказанного можно привести авторитетное мнение
председателя комитета Госдумы РФ по экологии Владимира Грачева в
отношении Магнитогорского металлургического комбината: «В
Магнитке мы имеем пример применения и перехода производства на
новые технологии. Уход от мартенов, переход к электроплавильным
печам способны значительно улучшить экологическую ситуацию».
Не менее актуален другой способ энергосбережения, в основе
которого лежит замена устаревшего энергоемкого оборудования на
современные энергосберегающие образцы. Так, отечественный опыт
свидетельствует о том, что примерно 70% электроэнергии,
потребляемой промышленными предприятиями, приходится на
электродвигатели переменного тока. Этим механизмам присущ один
недостаток, существенно влияющий на экономичность, – у них
постоянная частота вращения, практически не зависящая от
нагрузки, в то время как от большей части нагрузочных механизмов
(например, центробежные вентиляторы, насосы, компрессоры и пр.)
требуется работа в переменном режиме.
Режим работы современного энергоэффективного оборудования, тех
же насосов, предусматривает прямое изменение скорости вращения
электродвигателя насоса при помощи частотно-регулируемых
приводов (ЧРП). При этом ЧРП дает возможность изменять
производительность насоса в соответствии с характером нагрузки.
Благодаря столь эффективному решению повышается управляемость
электромеханических систем в соответствии с техническими
требованиями, а главное — имеется возможность оптимизировать
энергопотребление. «За счет установки современных насосов с
частотным регулированием, — комментирует Андрей Макаров,
возглавляющий сегмент «Промышленного оборудования» в российском
отделении компании GRUNDFOS, — можно добиться значительного
снижения энергопотребления. Например, на Борском стекольном
заводе, после модернизации котельной с заменой старых насосов на
энергоэффективные установки Hydro с частотной регулировкой,
энергозатраты упали в 2,5 раза».
Энергия будущего за альтернативной энергетикой
Существенный вклад в дело охраны окружающей среды может внести
альтернативная энергетика, не связанная с использованием
углеводородного сырья. И хотя энергия, полученная от
возобновляемых альтернативных источников, в 2-5 раз дороже
полученной за счет сжигания углеводородов, целый ряд стран
отдают предпочтение именно ей. Так, Швеция к 2020 году планирует
полностью перейти на возобновляемые источники энергии. Исландия
откажется от органических источников и перейдет на
альтернативные и возобновляемые источники к 2050 году. Бразилия
через несколько лет планирует перевести 90% всего транспорта на
этанол, который получает из сахарного тростника. Альтернативная
энергия Великобритании — энергия ветра и волн. Лидерами же в
использовании ветроэнергетики можно назвать Германию и Испанию.
Что касается США, то они планируют развивать ветровую и
солнечную энергетику.
Япония отдает предпочтение солнечной энергии. В настоящее время
на долю этой страны приходится около половины мощности всех
существующих в мире генераторов, которые используют солнечный
свет (доля США и Европейского союза составляет примерно по одной
пятой). Наиболее активно солнечная энергия используется в жилом
секторе Японии, где около 5% семей отдали предпочтение
гелиоэлектрификации. Существуют целые поселки (например, в
префектуре Сайтама близ Токио) с солнечными батареями на крышах.
Они полностью обеспечивают потребности жителей, а избыточная
энергия продается муниципалитетам. Конечно, солнечная энергетика
— дело будущего даже для Японии, где она обеспечивает лишь около
2% потребностей страны. К 2030 году ее доля может увеличиться
максимум до 10%. Но перспектива обозначилась.
Тенденции перехода на альтернативные источники энергии учитывают
мировые производители техники и оборудования. Например, компания
GRUNDFOS с 2000 года не только уменьшила собственные
энергозатраты на 26% (в пропорции к товарообороту), но и
частично перешла на «чистые» источники. Например, расположенный
в США завод площадью почти 30000 кв. м полностью обеспечивается
энергией Солнца. Кроме того, в компании разработаны гелио- и
ветровые системы водоснабжения (SQFlex) , уже сейчас способные
решить проблему обеспечения водой в засушливых районах, где
электричества пока нет (например, в субсахариальной Африке или в
Центральной Азии).
Таким образом, усилия мирового сообщества в деле охраны
окружающей среды создают реальные предпосылки для постепенного
восстановления экологического равновесия в природе, нарушенного
войнами, бесконтрольной эксплуатацией природных ресурсов,
загрязнением вод Мирового океана и атмосферного воздуха.
Варварское отношение к природе поставило перед человечеством
немало глобальных проблем. Особое место среди них занимает
изменение климата на планете, вызванное растущей концентрацией
парниковых газов. Их большая часть попадает в атмосферу в
процессе производства энергии в результате сжигания огромного
количества углеводородного сырья.
Одним из действенных способов сокращения выбросов в атмосферу
является снижение потребления всех видов энергии. Среди путей
решения этой задачи наиболее эффективны: модернизация
производства, массовое внедрение энергосберегающих технологий в
энергоемких отраслях и переход на альтернативные источники
энергии.
