Основные направления и пути экологически безопасного развития металлургического производства

 

Устойчивое развитие техногенной цивилизации определено на XXI век принятой ООН программой «Устойчивого экологически безопасного промышленного развития» (англ. «Ecologically Sustainable Industrial Development», ESID). Это модель промышленного развития с целью удовлетворения потребностей человека и будущих поколений без нарушения устойчивости биосферы. В этом определении ключевыми являются:

· цель – удовлетворение потребностей нынешнего и будущих поколений;

· средство достижения цели – промышленное развитие;

· ограничение – сохранение устойчивости экологических систем.

Критериями устойчивого экологически безопасного развития являются:

1) поддержание устойчивости биосферы за счет минимизации вредных воздействий и компенсации нанесенного ущерба;

2) оптимальное использование ресурсов за счет снижения энергопотребления, расхода сырья, образования отходов и повышения степени их переработки;

3) справедливое распределение «ноши» и «результатов» между странами, регионами, различными социальными группами населения;

Реализация модели ESID для обеспечения экологической безопасности промышленно развитых регионов должна основываться на принятии определенной Концепции, учитывающей экологическую доктрину Российской Федерации, план действий по охране окружающей среды на территории субъекта РФ. Базой Концепции являются действующие законодательные и нормативные акты. Концепция представляет собой систему взглядов и мер политического, экономического, правового, образовательного, научно-технического, санитарно-гигиенического, медико-профилактического и реабилитационного характера. Она является основой для долгосрочного планирования, разработки и реализации региональных государственных целевых программ социально-экономического развития, экологических программ и планов действий, деятельности исполнительных органов государственной власти и местного самоуправления, организаций, учебных и научных учреждений, общественных экологических объединений, действующих на территории субъекта Российской Федерации. Практика разработки Концепции экологической безопасности в промышленных регионах России основана на ряде принципов ее реализации, оценочных критериях и показателях, входящих в их состав. Главными принципами реализации Концепции являются:

1) единство экономического, социального и экологического развития региона, направленное на повышение качества жизни нынешнего и будущих поколений людей (принцип «устойчивого развития»);

2) консолидация действий территориальных органов государственной власти Российской Федерации, регионов и органов местного самоуправления, организаций и граждан в сфере охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, разработка и реализация совместных мероприятий по обеспечению экологической безопасности региона;

3) приоритетность обеспечения экологической безопасности при разработке и реализации проектов, направленных на развитие производительных сил и улучшение социально-экономических условий жизни населения региона;

4) совершенствование административных, нормативных, правовых и экономических методов управления охраной окружающей среды и оптимальное их сочетание при осуществлении экологической деятельности;

5) введение экологических мотиваций в процесс принятия управленческих решений, внедрение экологических оценок затрат и результатов производственной деятельности;

6) первоочередность разработки и реализации мероприятий по обеспечению экологической безопасности для территорий, предприятий и объектов с критической или явно неблагополучной экологической ситуацией, непосредственно влияющей на здоровье населения; установление более жестких экологических требований, норм и стандартов для организаций, расположенных на экологически неблагополучных территориях (принцип «концентрации усилий на локальных проблемах»);

7) приоритетность выявления экологического риска и решения задач по его снижению на объектах потенциальной экологической опасности (принцип «горячих точек»);

8) этапность решения проблем экологической безопасности, установление кратко-, средне- и долгосрочных целей и задач, соответствие краткосрочных и среднесрочных результатов долгосрочным целям экологической безопасности региона;

9) предупреждение ухудшения экологической ситуации, концентрация внимания на текущих отрицательных воздействиях на окружающую среду и здоровье населения;

10) постепенный переход от действий, обусловленных нарушением экологического равновесия («борьба со следствием»), к их прогнозированию и предотвращению («борьба с причинами»);

11) использование научно-технических достижений, результатов научных исследований, международного опыта с целью принятия эффективных решений в сфере охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;

12) обеспечение полноты и достоверности информации о состоянии окружающей среды и здоровья населения, источниках экологической опасности для принятия адекватных решений по управлению устойчивым развитием области;

13) широкое распространение экологической информации среди населения и обеспечение участия общественности в принятии решений.

Критериями и входящими в них показателями экологической безопасности промышленно развитого региона являются:

1) критерии оценки негативного воздействия на окружающую среду на основе показателей, характеризующих объемы: выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов загрязненных сточных вод в водные объекты, образования отходов производства и потребления, а также количество предприятий, достигших нормативов предельно допустимого воздействия на окружающую среду, число случаев чрезвычайных ситуаций, коллективную дозу облучения населения, объем предотвращенного экологического ущерба;

2) критерии оценки качества окружающей среды на основе показателей, определяющих число территорий с экологически неблагополучной обстановкой, превышение нормативов предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, питьевой воде и почве, площадь природно-ландшафтных комплексов, подверженных сверхнормативному техногенному воздействию;

3) критерии оценки воздействия на здоровье населения факторов среды обитания на основе показателей, определяющих количество (долю) населения, подверженного неблагоприятному воздействию факторов химического загрязнения атмосферного воздуха, почвы, питьевой воды и продуктов питания, физических факторов (радиационное и шумовое воздействие), факторов биологического загрязнения питьевой воды и продуктов питания, количество дополнительных случаев заболеваний, связанных с загрязнением окружающей среды, и предотвращенный ущерб здоровью населения, проживающего на экологически неблагополучных территориях;

4) критерии оценки использования природных ресурсов, определяемые показателями, характеризующими объем водопотребления, включая оборотное и повторное использование воды в промышленности, энерго- и ресурсоемкость производимой продукции, использование промышленных отходов и вторичную переработку бытовых отходов, площадь особо охраняемых природных территорий, площадь восстановленных загрязненных территорий;

5) критерии, характеризующие уровень экологического риска имуществу и окружающей среде на основе показателей оценки риска жизни и здоровью населения от факторов среды обитания, в том числе риска, связанного с возможностью возникновения чрезвычайных ситуаций;

6) критерии, характеризующие эффективность деятельности по обеспечению экологической безопасности на основе показателей, определяющих объемы инвестиций в экологическую деятельность, удельную нагрузку на окружающую среду при производстве единицы продукции, количество населения, проживающего на экологически неблагополучных территориях, охваченного системой реабилитации здоровья, количество жителей, посетивших природные парки, количество специалистов, отвечающих за принятие решений в сфере охраны окружающей среды, прошедших специализированную подготовку, восстановление лесных ресурсов, воспроизводство охотничьих животных и рыбных запасов.

Критериальные значения показателей оценки экологической безопасности устанавливаются либо на уровне нормативных величин, определенных действующим законодательством, либо на уровне, достигнутом в развитых странах, либо по результатам экспертной оценки.

Переход к экологически чистым производствам осуществляется в процессе их экологизации, т. е. создания и внедрения таких технологий, которые обеспечивают сохранение естественного равновесия окружающей среды без загрязнения среды обитания человека. В этой связи выделяются два главных направления экологизации:

· разработка и реализация ресурсо- и энергосберегающих технологий;

· разработка и внедрение малоотходных технологий.

Достижение этих целей возможно на основе решения следующих задач:

· совершенствование традиционных металлургических технологий на основе повышения уровня эксплуатации и культуры производства;

· реконструкция и техническое перевооружение основных производств с последовательным их переводом в ресурсосберегающие и малоотходные;

· создание и внедрение принципиально новых технологий, отличающихся высоким уровнем малоотходности и конкурентоспособной продукцией традиционных видов;

· создание малоотходных технологий, ориентированных на выпуск продукции нового качества, имеющей длительный жизненный цикл за счет уникальных потребительных свойств;

· «замыкание» в технологическом цикле материальных выбросов, сбросов, отходов, вторичных энергоресурсов;

· утилизация образующихся и отложенных отходов металлургических переделов для получения сырья, полуфабрикатов, готовой продукции.

Тенденции развития мировой металлургии указывают на необходимость учета следующих условий, имеющих прямое отношение к России:

· резкое сокращение месторождений «чистых» руд и необходимость переработки полиметаллических руд определяют перспективность развития металлургических технологий с точки зрения комплексной переработки сырья с минимальными потерями ценных компонентов;

· ужесточение требований к расходованию невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ) требует от металлургов приоритетного развития технологий, не связанных со значительным расходом этих топлив, но вынуждающих переходить на возобновляемые источники энергии;

· резкое возрастание требований к качеству окускованного сырья и производимых сплавов металлов и шлаков определяет разработку технологий, обеспечивающих высокое качество продукции;

· усиление значимости глобального рециклинга в масштабах страны, с одной стороны, требует от металлургов применения таких технологий в собственных производствах, а с другой – открывает широкие возможности переработки отходов других производителей;

· усиление тенденций увеличения экономической целесообразности использования металлургами России импортируемых сырьевых ресурсов и топлива.

Основной причиной неудовлетворительного состояния атмосферного воздуха в зоне влияния металлургических предприятий является использование устаревших технологий и оборудования. Дополнительным фактором являются неэффективные системы очистки и утилизации выбросов.

Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят выбросы при сжигании топлива. Их снижение связано с рядом проверенных опытом решений. Во-первых, это использование физического тепла на подогрев воздуха, поступающего для сжигания топлива, на подогрев шихты, металла и др. Во-вторых, это качественная подготовка и сжигание топлива в агрегатах с минимизацией образования вредных примесей. В-третьих, это замена экологически «грязных» топлив на более чистые. В-четвертых, во многих металлургических технологиях можно без ущерба заменить энергию топлива на электрическую энергию. Актуальным направлением, особенно для старопромышленных регионов, является ликвидация экологически «грязных» производств, замена устаревших технологий экономически и экологически совершенными технологиями, обеспечивающими выпуск высококачественной продукции при минимальных затратах.

Использование воды в металлургии распределяется неравномерно. Чёрная металлургия расходует воду в основном на вспомогательные цели (охлаждение оборудования, мокрые газоочистки, транспортировка шламов, окалины, промывка изделий). Охлаждающие воды нагреваются, но загрязняются мало. Остальные воды загрязняются нерастворимыми и растворимыми примесями. В цветной металлургии кроме вышеуказанных целей значительная часть воды используется в гидрометаллургии и загрязняется минеральными, органическими примесями, многие из которых являются токсичными. Системы оборотного водоснабжения на многих предприятиях физически и морально устарели. Качество очистки и водоподготовки низкое, что сказывается не только на загрязнении окружающей среды, но и на качестве продукции.

Основными направлениями экологизации металлургических производств, использующих водные ресурсы, являются:

· существенное сокращение удельных расходов воды в основных технологических процессах;

· создание и применение маловодных технологий металлургической переработки;

· реконструкция очистных сооружений с постепенным переходом на замкнутые системы бессточного водообеспечения с глубоким извлечением и утилизацией улавливаемых примесей;

· разработка и выпуск высокоэффективного малогабаритного оборудования для обработки стоков и осадков;

· расширение применения совершенных методов и способов очистки сточных вод (гидроциклоны, напорная фильтрация, флотация, электрокоагуляция, биологическая очистка и др.);

· создание и внедрение новых реагентов и материалов (коагулянтов, флокулянтов, фильтротканей, средств антикоррозионной защиты).

Материальные отходы металлургии зачастую образуют техногенные месторождения и в то же время существенно загрязняют окружающую среду (разрушение ландшафтов, токсичное воздействие). По многим видам этих отходов существуют эффективные технологии их переработки в готовую продукцию. Однако масштабы их переработки явно недостаточны. Поэтому главными направлениями экологизации в части материальных отходов являются:

· широкомасштабное внедрение экологически чистых производств с минимальным образованием отходов и максимально достижимым уровнем переработки образовавшихся отходов;

· создание в составе металлургических производств технологий рециклинга отходов, переработки отходов в полуфабрикаты и продукцию;

· кооперирование металлургических предприятий с другими отраслями-потенциальными потребителями и поставщиками ценных отходов.

Основными энергетическими отходами металлургии являются тепловые и топливные. Уровень их использования достаточно высокий (соответственно 30-35 % и до 100 %). Поэтому основными направлениями экологизации в части энергетических отходов следует считать:

· максимальное использование первичной энергии в производствах с минимизацией ее потерь;

· максимальное использование вторичной тепловой энергии в металлургических производствах на выработку электрической энергии, пара и горячей воды для других потребителей;

· создание и внедрение высокоэффективных систем утилизации и преобразования вторичной тепловой энергии (рекуператоров, регенераторов, котлов-утилизаторов и др.);

· расширение внедрения систем преобразования потенциальной энергии технологических сред в электрическую энергию.

Устойчивое экологически безопасное развитие металлургии России в ближайшие годы требует:

· сбалансированного сочетания интегрированных металлургических комплексов с мини-заводами, реализующими гибкие новые технологии производства продукции высокого мирового качества с минимальными затратами ресурсов;

· существенного увеличения доли переработки вторичных материальных и энергетических ресурсов для производства основной, попутной продукции и полуфабрикатов;

· капитальной реконструкции традиционных производств, имеющих перспективу, с их оснащением системами очистки выбросов и сбросов, технологиями обращения с отходами, системами и средствами информационного обеспечения и управления процессами и производством;

· расширение объемов внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий для последующего перехода к экологически чистому производству.

Для улучшения экологической обстановки в зоне влияния металлургических предприятий первоочередными задачами являются:

· научная разработка и практическая реализация технологий подавления выбросов и образования сбросов в объеме технологического агрегата;

· реализация современных и перспективных технологий производственного и глобального рециклинга материальных и энергетических отходов;

· создание систем бессточного водообеспечения предприятия, включающих устройства физико-химической и биологической очистки, водоподготовки для отдельных металлургических технологий;

· внедрение на металлургических предприятиях высокоэффективных систем полусухой и сухой очистки выбросов, включающих технологии их обезвреживания и утилизации;

· рекультивация отработанных полигонов промышленных отходов, свалок, шлаковых отвалов, шламонакопителей, карьеров, шахт, пром-площадок с последующим их восстановлением до естественного состояния экологической системы данного района;

· проведение системной экологической подготовки и повышения квалификации работников предприятия, регулярное информирование населения по вопросам экологической обстановки на производстве и в зоне влияния предприятия;

· совершенствование нормативно-правовой базы в сфере экологии, установление научно обоснованных нормативов воздействий на окружающую среду, платежей за использование природных ресурсов и штрафов за нарушения установленных правил и норм.

Реализация работ по созданию экологически чистого производства связана с использованием научных и практических разработок. Сегодня Российская наука располагает мощным потенциалом для перехода к ресурсосбережению, обеспечению малоотходных производств и переработки как образующихся отходов, так и техногенных месторождений. Использование этого потенциала – это не просто задача компаний и холдингов, это государственная политика России в сфере устойчивого развития экономики.