ЗАКОН МУРА СПРАВЕДЛИВ И ДЛЯ ЧИПОВ, И ДЛЯ ОТХОДОВ
05 октября 2016
Сергей Беличенко
Эксперт
Бурное развитие современного производства с его очевидными негативными результатами представляет собой самый большой вызов нашему процветанию, и даже нашему выживанию.
Этот вызов и называют "зеленая повестка дня".
Оказалось, что объем нашего воздействия на природную среду удваивается каждые два года. Это касается и прямого потребления природных ресурсов, кислорода, пресной воды, леса, морской рыбы, свободной береговой линии, и еще в большей степени объема выбросов промышленных и бытовых отходов, включая газовые выбросы, пыль, стоки, твердые отходы, переносимый ветром и водой мусор... Я бы не забывал так же о тепловом загрязнении, электромагнитном и акустическом шуме, изменении гидрорежима рек и многом другом. Наши невиданные успехи в подчинении природы за последние 100 лет оплачены невероятно дорогой ценой. Сейчас кредит уже явно превышен, придется что то менять.
В 1965 году Гордон Мур, один из основателей фирмы Интел, сформулировал закон согласно которому технически возможное количество транзисторов в микросхемах растет по экспоненте, и удваивается каждые 24 месяца. Но закон Мура к сожалению работает в отношении отходов с той же неотвратимостью.
Экспоненциальный рост нашей способности создавать, касается к сожалению не только производство нужных человеку вещей, но и образующихся при этом отходов. Кстати, сами эти "нужные вещи" теперь тоже быстро оказываются в числе отходов на свалке. Замечено, что количество отходов, которые мы выбрасываем в среду, удваивается каждые 2-3 года. Всеобщая мечта, и даже политическое кредо, непрерывное увеличение потребления, неизбежно увеличивает и объем отходов.
Cледует пояснить, что увеличение отходов сопровождается их качественным изменением. 100 лет назад отходов было в сотни раз меньше, но львиная доля этих отходов состояла из легко разлагаемых органических веществ, навоза, соломы, дерева, натуральной кожи и других естественных продуктов. Современные отходы это все больше и больше пластиковая упаковка, металлические изделия, стекло, другие материалы, которые не могут сами разлагаться многие тысячи лет.
Перелом произошел не так давно. Еще, скажем 50 лет назад, пластики в больших количествах были доступны только для относительно небольшого населения самых развитых стран. Пакеты хранили и использовали неоднократно. Сейчас массовое производство дешевых пластиков доступно практически везде. Огромное количество полимеров стали выпускать и потреблять в странах, которые раньше довольствовались исключительно природными материалами. Человечество не только выросло в численности, среднее потребление также радикально увеличилось, вырос и объем выбрасываемых отходов. Сейчас в безлюдных пустынях и просторах океанов и даже в тайге уже можно встретить огромные объемы химически созданных веществ, и эти объемы стремительно растут. Причем сами они никогда не превратятся углекислоту и воду, в отличие от природных материалов так как в природе нет для этого естественных механизмов.
"Новая индустриализация", которая сейчас началась в Соединенных Штатах Америки, значительно разнообразила ассортимент продукции, но и общий объем производства продолжает расти, так что проблема только усиливается.
Эта тенденция касается не только твердых отходов но также и стоков в реки и газовых выбросов в атмосферу.
Второй «зеленый» вопрос это пределы прочности природных механизмов. Оказалось, что сама способность природной среды возобновляться, тоже не бесконечна. При низких нагрузках на среду, она имеет способность быстро самовозобновляться, но при превышении некоторого порога такая способность истощается и даже прекращается. При этом эффект дальнейшего загрязнения становится уже фатальным. Есть достаточно серьезные исследования, показывающие, что этот предел мы уже переступили в прошлом году. Дорога в ад открыта…
Третья часть вопроса традиционна для российского разума. Что делать? Тут можно обозначить несколько уровней проблемы.
Первый - политический: экологические требования должны стать не на словах, а на деле неотрывной частью государственной политики. То что мы видим, это имитация. Пока в России не разработана внятная производственная политика, вряд ли появится и ее экологическая часть. Даже задача пока такая не стоит. По моему, требование внедрения только "наилучших доступных технологий" являются вредной имитацией содержательной работы. Это еще один канал административного давления на бизнес. Реально заинтересованные лица, владельцы и инвесторы в этих вопросах намного более сознательны и образованы чем бюрократы. Никто не будет вкладывать средства в то, что морально устарело. А бюрократические процедуры к этому ничего полезного не добавляют. Только еще одно окошечко с добрым чиновником.
Второй уровень проблематики – инвестиционный. Создание и внедрение новых экологически щадящих технологий это вопрос НИР и инвестиций. Все упирается в естественный параметр, в объем производства единичной производственной линии. Создавая например в 10 раз более мощную производственную линию, можно больше потратить на НИР, можно применять более совершенные технологии, более полно утилизировать отходы, предусмотреть минимизацию вреда, пожертвовать относительно бОльше средств на ликвидацию «хвостов» чем при строительстве маленьких морально устаревших "живопырок". Для того что бы это стало массовым явлением, а к этому нас усиленно призывают с разных трибун, кроме производственной политики, которой пока нет, в государстве должны бы еще работать финансы, которые пока тоже не работают. Чтобы строить экологически безопасные современные производства, в стране должна быть нормальная инвестиционная политика, долна появиться возможность ответственно прогнозировать процентные ставки, тарифы и условия работы предприятий на весь срок создания новых производственных линий. Пока этого нет. Сроки окупаемости новых технологий - это 10 лет и более, а тарифы и условия работы предприятий пересматривают ежегодно. О процентных ставках не хочется даже говорить. В условиях финансового хаоса, в котором нас держат наши финансовые власти, практически невозможно получить средства на создание современного производства на достаточный срок. А исключительно за собственные средства быстрого роста не бывает
Можно выделить третий уровень - потребительский, или вопрос рынка. Для щадящей природу продукции рынок еще не созрел. Это продукция более дорогая, ее еще нужно внедрить в изделия, в обиход, в конечном итоге в рынок. При этом цены на продукцию вырастут. Например во многих магазинах уже давно есть экологически дружественная упаковка, только берут ее почему-то только редкие покупатели элитного сегмента. Если можно платить меньше, кто заплатит больше? Этого можно добиться только законными ограничениями.
Еще одна проблема рыночного поведения производителей потребительских товаров - не афишируемое, сознательное ограничение изготовителями срока жизни товаров. Это некая новая философия производства недолговечных вещей. Удобных, красивых, надежных в первые два года пользования, но не живущих более трех пяти лет. Мало того, что товары морально устаревают, и это толкает потребителей к новым покупкам. Если кто не хочет, его нужно подтолкнуть. Достаточно сделать часть предмета из пластика, в котором пластификатор постепенно окисляется, или испаряется. Пройдет несколько лет, и даже не использованный предмет сам по себе развалится у вас в руках. Взять например стулья. Венские стулья которые служили 100 лет назад еще моей бабушке сейчас можно использовать практически как новые. А стулья купленные три года назад уже нужно выбрасывать, пользоваться ими не возможно. Это трюк производящих компаний, позволяет обеспечить себе рынок на годы вперед. Заметьте, уже куда-то забылось само понятие "товары длительного пользования", новый холодильник с гарантией 2 года рассчитан не более чем на 5 лет. При этом потребитель вынужден все время покупать новое, выбрасывая на мусор то, что создано совсем недавно, увеличивая объем мусора, а растущее производство приводит к росту производственных отходов. Разорвать этот круг через сознательное самоограничение корпораций и потребителей невозможно. Для этого нужны специальные законы. Принятие таких законов натыкается на ожидаемое противодействие лоббистов от корпораций.
Так мы видим, что все три уровня упираются в модное нынче понятие "политическая воля".
Часто в своих декларациях в пылу полемики "зеленые" активисты упрекают во всех бедах именно химиков. Несправедливо и не разумно.
Химия это прежде всего наука о превращениях веществ, включая способы получения тех или иных веществ с нужными свойствами. Это наука горит как сделать, а не нужно ли делать. Мы в состоянии создать такие технологии, которые от нас потребуют. Поэтому не только поток возникших проблем, но и значительная часть ответов на «зеленую повестку дня», мне представляется, тоже лежит в области химии. Химически созданные проблемы можно решить, или обойти с использованием химических методов, это самый очевидный и конструктивный путь, так что позитивная часть этой повестки тоже есть. перечислим самые очевидные.
• Создание новых материалов, способных без вреда разлагаться в естественной среде.
• Развитие собственно "зеленых технологий", в которых происходила бы самоутилизация отходов.
• Создание новых экономичных технологий, усовершенствование старых, чтобы минимизировать негатив от выбросов и стоков. В частности, технологии и методы очистки сточных вод и газовых выбросов.
• Технологии оптимальной утилизации твердых отходов, бытовых и промышленных.
Заметим, что на каждом из этих направлений можно обнаружить видимые успехи. Осталось только обеспечить внедрение, но тут уже вопрос не к химии, а к той самой политической воле.
Тут несомненна роль "зеленой" пропаганды и зеленой политики. Зеленое движение должно в числе других задач, заниматься просвещением, развенчивать мифы, рассказывать реальные проблемы и объяснять, как их решать. Упрощенный, лозунговый взгляд на весьма сложное явление только мешает нужному делу.
Проблема с утилизацией не столько в том, что нынешние технологии производят много отходов, а скорей в том, что какие-то свои наработанные природой за миллиарды лет механизмы, которые весьма успешно справлялись с природным мусором, оказались бессильными перед новыми созданными искусственными материалами. И пока не придумано дешевых, экологически чистых способов их утилизации. В природе таких механизмов нет, а эволюция оперирует миллионами лет, эволюционно мы вряд ли дождемся их скорого появления. Поэтому каждый раз при выходе в мир нового материала, технологам, инженерам, химикам нужно сразу закладывать такие свойства материалов, чтобы проблемы утилизации решались легко и естественно. Только такой путь является профессиональным, и ответственным.
Первая большая волна замены плохо разлагаемых полимеров, которая исходно напиталось большим количеством выдуманных страстей, это не разлагаемые в естественной среде пластики содержащие хлор. Примерно 20 лет назад мировая "зеленая общественность", как потом оказалось небескорыстно и не совсем справедливо подняла большой шум о катастрофической опасности хлорсодержащих полимеров. Бешенная атака в массовых СМИ сформировала общественное мнение и активность политиков популистов привела к тому мы, потеряли доступ к дешевой и надежной поливинилхлоридной таре для продуктов, прежде всего жидких. Потом оказалось, что страхи были выдуманными, а более дорогие пластики на основе ПЭТ при горении даже еще более опасны чем ПВХ. В случае пожара, высокой температуры они тоже выделяют диоксины (а без горения не опасны оба). Тем не менее, общественное мнение заинтересовалось безопасностью. Важно не то, что применение пластиков, связанных с упаковкой пищевых продуктов, содержащих в своей структуре хлор, начало снижаться. Существенно то, что это произошло благодаря общественному желанию «озеленить» не сильно «зелёное» производство. Люди стали задумываться об посмертной опасности упаковки.
Еще одна большая волна - это попытка заменить упаковочные пластики, в частности полипропилен и полиэтилен на их разлагаемые аналоги. Чистые полиэтилен и полипропилен практически вечны, не разлагаются миллионы лет. Химики создали такие аналоги этих пластиков, которые в среде под действием света или под действием бактерий, сами могут разрушаться до углекислого газа и воды. С такими пластиками есть свои проблемы. Во-первых, они дороже, а во-вторых, технологии их требуют более скрупулезных тонко выдержанных режимов, и не всегда это разрушение происходит так, как нам надо и т.д., но это очередной большой шаг вперед.
Конечно, такого полного уровня разложения в естественной среде как пластики естественного происхождения - например целлофан, достичь еще нельзя, но лед как говорят тронулся.
Еще одна волна утилизации упаковочных пластиков, это вторичная переработка. Планируется собирать и сортировать выброшенные на мусор пластики, как когда то возвратную стеклотару. Это тоже вопрос организации, и в конечном счете политической воли. Вторичная стеклянная тара при нескольких циклах изнашивается, трется, царапается, теряет вид. В случае с пластиковой тарой, если удастся образовать её оборот, то следующее использование отсортированного пластика уже не обязательно будет в виде бутылки, а может быть в виде например щетки для чистящих дорогу машин, или половых ковриков. Пластик будет превращен в гранулу, и гранулу можно использовать для иной продукции, если это даже будет новая бутылка, в новой форме, то уже скорее для омывающей жидкости или моторного масла.
Вручную перебрать много мусора невозможно. Для того, чтобы сделать пластики возвратными, необходимо, чтобы роботизация дошла до коммерчески выгодной сортировки мусора. В настоящий момент такого рода эксперименты более-менее успешные в мире есть только, по-моему, в Сингапуре и в Японии. В России очень много места, и очень пока мало роботов, поэтому вторичная переработка у существует едва на уровне идей.
Первичная сортировка мусора стала у нас появляться, когда его стало можно сдавать за деньги. Собирают макулатуру, потому что она – ресурс, за него дворники получают наличные деньги, стараются выбрать банки и в какой-то мере пластиковые бутылки, но на этом пока все и ограничиваются. Серьёзного решения для сортировки мусора, особенно с учётом того, чтобы сортировать его по видам пластика, нет, и это конечно можно решить только внедрением роботов, а это перспектива на десятки лет.
В настоящее время есть всего два пути утилизации твердых отходов, оба очень плохие. Сжигание в специальных печах и захоронение на полигонах. Российский путь пока, это в основном захоронение на специальных полигонах, где при соблюдении норм и правил захоронения отходы могут быть относительно безопасно утилизированы, а отведенные участки покрытые толстым слоем грунта, рекультивированы например засажены лесом. Проблема в том, что в России нормы соблюдаются не всегда. Из 30 подмосковных полигонов де-юре закрыты более половины, что не мешает незаконно вывозить на них ТБО, но и на работающих полигонах нормы выполняются не полностью. Особенно тревожит практика использовать территорию, прилежащую к полигонам для незаконного сваливания мусора, где ситуация совсем бесконтрольная. К сожалению сжигание мусора в печах тоже имеет свои изъяны. Кроме очевидных, таких как расход горючего, и очистка газов сгорания, масса остаточной золы составляет не менее 30% от исходного. Выигрыш по объему не радикальный, но зола это более токсичный и опасный объект, требующий захоронения на специальных полигонах. Этот порочный круг не просто разрубить даже при политической воле. Нужны подробные исследования на местах, изменения в законах, выделение бюджетов, усиление ответственности.
Кроме твердых отходов есть и другие, не менее опасные.
Прежде всего, нужно говорить о газовых выбросах в атмосферу, сточных водах. Что касается выбросов в атмосферу, то тут более-менее понятно, что и как нужно делать. Успехи здесь есть. Случайные, связанные с какими-то катастрофами или авариями пиковые выбросы бывают, но на самом деле, по сравнению даже с десятью годами назад много чего уже сделано. Что касается сточных вод, то везде в Европе, где соблюдается технология, эта проблема в значительной мере решена успешно, и в России она тоже, там где за этим есть контроль, тоже успешно решается.
Проблема не решается либо там, где есть бесконтрольность, либо там, где есть коррупция. Пока есть коррупция, гораздо проще принести контролирующему органу "небольшой подарок", чем инвестировать реальные средства, чтобы построить или отрегулировать нормальную очистку стоков, в том числе ядовитых. Поэтому в тех регионах, где есть общественный контроль, где есть журналисты, где есть такое экологическое движение, это удается сделать эффективно. В тех районах, где этого пока нет, они должны появиться для общей пользы.
Огромный производственный комплекс, который находится рядом с Пекином, и соответствующий ему, какой-нибудь большой химический парк в Германии по объёму производства и по обороту будут в общем соизмеримы. Если мы возьмём степень загрязнения среды на единицу выпущенной продукции, то увидим, что до сих пор в Китае выбросы в среду в виде сточных вод и в виде газов, на два порядка выше, чем в Европе. Правительству даже приходится на недели останавливать производство, чтобы например провести спортивные соревнования в Пекине. Ведь в Европе с загрязнениями начали бороться еще в 50-х годах и более-менее успехов начали достигать только в 80-х. Что касается Китая, то всерьёз они осознали проблему буквально в последние несколько лет. Стало быть, получается, что 20-40лет это реальные срок решения больших проблем грязного производства, хотя бы в первом приближении.
Радикальные перемены к лучшему произойдут в дальнейшем, при полном вытеснением старого оборудования совершенно новыми технологическими линиями. А это как бы уже следующий цикл капитала. В рамках текущего цикла капитала сделать уже почти ничего нельзя, но новое производство уже будет намного более экологичным.
Россия в значительной мере работает на производственном оборудовании, произведенным еще в 60-70-е годы. Современных производств, построенных в последние 10-15 лет с соблюдением современных норм еще мало. Все остальное производственные мощности, заводы и целые города, все сделаны в старых технологических парадигмах, и это на момент проектирования было "лучшими доступными технологиями" 40-50-х годов.
Мы работаем с устаревшим парком, нона огромных российских площадях. У нас степень концентрации производств не такая большая, как в Германии. От этого ощущение настоящей катастрофы у нас притупляется. Тем не менее, следующие производства, которые заместят собой старые будут более чистыми.
Одна из очень интересных особенностей химического производства заключается в том, что на крупных производствах отходы одного продукта, очень часто являются сырьём для другого ценного продукта. По этому пути сейчас идут многие компании и всё больше и больше разных веществ, которые раньше были отходами, сейчас стали самостоятельными ценными товарами. Это хорошая тенденция и на самом деле правильная.
Заметим, что всего 100 лет назад бензин был отходом производства керосина и лампового масла, и его за ненадобностью сжигали в факелах, а хлор, который получался при электролитическом производстве нужной для мыловарения щелочи просто выбрасывали в атмосферу. Это происходило в Бельгии всего какие то 100 лет назад.
Конечно новые производства стоят немалых денег. Дело не столько в стоимости, сколько в сложности. Заплатив больше денег, мы получим не один полезный результат, а несколько. Дополнительно к выпускаемой продукции можно получить чистый воздух, чистую воду, а не грязную, чистую речку, здоровую рыбу, плюс например приятное место для отдыха.
Не все пересчитывается в деньги. На развитие зеленой химии придется затратить больше политической воли, больше усилий общественности, и это потребует большего времени.
Для того, чтобы осознать, что какой-нибудь отход является потенциальным сырьём для чего-нибудь очень ценного и дорогого, нужно вложение интеллекта, труда и нужно время. Быстро создать новую технологию, к сожалению не получается.
Еще одна отдельная тема, которая "зеленой химии", - специальные средства, которые позволяют решать проблемы с уже возникшими загрязнениями. Это моющие средства, с помощью которых можно, например, отмывать загрязненный береговой песок. Сейчас появились специальные сорбенты, которые позволяют убирать значительную часть разлившейся нефти и ее продуктов с поверхности воды... Это тоже все в конечном счете химия.
Для решения экологических проблем уже создается еще одна индустрия. Это часть "зелёной химии". Ее товары нужны и востребованы. Например, возник разлив нефти, есть способ как его купировать, покупай и действуй. Попал фенол в воду – есть специальные вещества, которые позволяют сорбировать его из объема воды. Развитие производства такого рода моющих средств, сорбентов и других веществ, технологий и оборудования, предназначенных восстанавливать среду, создание таких технологий, потихонечку становятся частью рынка.
"зеленая химия" выгодна.
Естественно, всегда возникает вопрос выгоды, соотношения между затратами и полученными преимуществами. Что касается например внедрения новых пластмасс, то выгоду они принесут только за счет высоких цен. Переход с ПВХ на ПЭТ это увеличение цены изделия приблизительно вдвое. Выгода, производителя содержится в цене, а преимущество потребителя связана с тем, что покупатель получает товар с лучшими качествами. Потребителю также приятнее считать себя причастным к большому делу оздоровления среды. Цена разлагаемых пластиков выше. В конечном итоге это перекладывается на покупателя.
Важно, что эту проблему начали решать. В случае если удастся создать недорогие разлагаемые пластики, это уже много. А если будет создано поколение линий сортировки, которая позволит быстро разбирать и из потока мусора выбирать все пластики, которые подлежат вторичной переработке, это может стать неплохим решением. Надо спешить очищать планету.
Подсчитано: за следующие 30-50 лет объём выброшенного в окружающую среду мусора будет больше, чем было выброшено за всю историю предыдущую человечества. … За следующие 30 лет мы выбросим больше разного хлама, чем выбросили все наши предыдущие поколения, начиная с каменного века.
Насколько эффективны разные меры для того, чтобы санации среды в случае аварий, в случае еще чего-то? Это вопрос скорее бюджетный, потому что контрольные органы должны определять стоимость того, насколько деградировала среда, определяют степень ущерба, из бюджет будет выделять средства, и потом проверять эффективность. Либо виновник должен будет оплатить это по суду. Эффективность решения это его денежная. Если не использовать специальных мер для очистки, береговой линии в условиях севера, природная деградация, например, нефтяного пятна может занять 30-40 лет. А в случае если такие меры принимались, то в течение года-двух. Так что на самом деле с помощью химикатов это можно сделать существенно быстрее, но это стоит денег.
Наивно ожидать, что химики сами решат все проблемы среды.
Спасение среды – это вопрос всего общества, для этого нужно мобилизоваться. А химики могут создать эффективные инструменты. Проблематику ставит общество, и ресурс тоже выделяет общество. Политические партии, активисты, журналисты в значительной степени способны мобилизовать общество, создать атмосферу нетерпимости к экологическому злу. Когда общество начинает осознавать проблему? Либо когда проблема стала катастрофой, либо когда общественность поднимает волну, трубят что катастрофа неизбежна, и тогда начинают работать общественные институты, выделяться гранты на исследования, появляться идеи, как эффективно действовать, присоединяются политики и партии, проблема начинает доходить до власти. В итоге проблема будет решаться... Главное вовремя осознать.
В 50-е годы прошлого столетия водой из Рейна можно было проявлять фотоплёнку (пленка тогда была черно-белая). Можно было зачерпнуть стакан воды из Рейна, залить в бачек с пленкой, и правда не за 5 минут, то за 5 часов плёнка проявлялась. А рыба в Рейне тогда не жила. А сейчас наоборот – плёнка не проявляется, а рыба живёт, даже такая капризная как форель. Так что на самом деле получается, что с 60-го года до 2010-го, проблема чистоты этой реки была решена на достаточном высоком уровне эффективности. При этом объём химического производства, которое находится на берегах Рейна, на самом деле с тех пор существенно увеличился. Достаточно было обществу осознать проблему. Химики – это специалисты, которые способны придумать способ, как найти технологический выход.
Но мотором является общество.
"Альянс Зеленых" должен быть локомотивом этого движения.
Комментарии