При создании экологически чистого производства важно установить не только направление и конечную величину влияния технологий на окружающую среду, но и причины, особенности технологий, которые вызывают нарушения состояния среды обитания человека. Для оценки экологического совершенства производственных процессов с этой точки зрения целесообразно использовать балансовые методы и в первую очередь методы, основанные на составлении и анализе материальных, энергетических и стоимостных балансов, объединяемых понятием эко-балансов. Подобные методы широко используются при проектировании различных технологий или их усовершенствовании, особенно, при создании ЭЧП.
Современное металлургическое предприятие, производство и т.п. характеризуется множеством связей, закономерности которых часто оказываются неизученными ввиду их сложности, отсутствия возможностей для постановки исследований и другим причинам. Действительно, под емким понятием «сырье», например, могут скрываться десятки разновидностей природных минеральных ресурсов, продуктов их переработки.
Материальные и энергетические балансы, составленные по начальному и конечному состоянию объекта исследования, на первых этапах анализа не требуют знаний механизмов взаимодействия, благодаря чему становятся привлекательным инструментом оценки развития производственных процессов. К составлению материальных и энергетических балансов и их последующему анализу при внедрении ЭЧП прибегают с целью определения эффективности внедряемых технологий, направленных на улучшение природопользования и ресурсосбережение при достижении высокого качества продукта и безопасности труда. С помощью балансов, использующих достоверную информацию, достаточно точно определяются выбросы в атмосферу, сбросы сточных вод и объемы образующихся отходов, а также оцениваются уровень экологического совершенства технологических процессов, всего производства, деятельности предприятия, производственного комплекса.
В зависимости от целей анализа к составлению материальных и энергетических балансов прибегают:
· для территориальных горно-металлургических комплексов, когда требуется оценка рационального использования материальных и энергетических ресурсов в районе, насыщенном промышленными предприятиями. При этом выявляются уже реализованные, а также возможные связи между предприятиями;
· для металлургического предприятия (производства), когда требуется детальное исследование источников выбросов, сбросов, образования отходов по отдельным технологиям, связанным с получением определенных продуктов или изделий;
· для металлургических технологий, отдельных процессов их составляющих, когда возникает потребность в установлении места образования веществ, входящих в состав выбросов, сбросов, получаемых отходов;
· для отдельных химических элементов, ингредиентов содержащихся в загрязняющих окружающую среду веществах, когда необходимо более глубокое изучение условий образования этих веществ в тех или иных технологических процессах.
Четко составленные балансы позволяют получить информацию в обобщенной форме (степень обобщения зависит от вида составленного баланса) о сырье, материалах и энергии, вводимых в комплекс, производство, технологию, процесс, о произведенной продукции, потреблении воды, газообразных средах, а также об образующихся выбросах в атмосферу, сбросах сточных вод, полученных твердых промышленных отходах, нерациональных путях расходования энергетических ресурсов.
В целом это пополняет знания о реализуемом производстве, технологии, процессе и в какой-то мере отражает опыт и уровень технической культуры работников, дает представление о неэффективных сторонах организации производства и особенностях реализуемых технологий, требующих более глубокого анализа для совершенствования отдельных стадий этих технологий по улучшению использования материальных ресурсов и энергии.
Анализ материальных и энергетических балансов необходим:
● для разработки стратегии рентабельного обращения с материальными и энергетическими отходами;
● для информирования работников на рабочих местах об ущербе (упущенной выгоде), связанном с возможными нарушениями технологий, которые способствовали повышенному образованию отходов и потреблению энергии.
Этими главными направлениями по использованию информации, представляемой материальными и энергетическими балансами, не исчерпываются все возможные точки ее применения. Анализ балансов может также подсказать необходимость замены оборудования на более совершенное, если работа действующего оборудования сопровождается повышенными расходами материальных и энергетических ресурсов.
Работа по составлению любого баланса, как правило, начинается с составления структурной схемы объекта (предприятия, производства технологии, процесса, как элемента технологии). От того, как правильно будут определены единичные операции, и как обоснованно они будут собраны в блок-схемы, из которых формируется структурная схема, зависит степень адекватности такой схемы реальному объекту и, как следствие, точности рассчитываемых балансов. Конечно, степень детализации единичных операций определяется объектом исследования.
Следующим шагом подготовки к составлению балансов является определение их размерности. Как материальные, так и энергетические балансы могут быть составлены на единицу выпускаемой продукции, единицу времени - час, сутки, год, цикл производства продукции. Выбор размерности связан с целями будущего анализа. Обычно, чем больше период времени, охватываемый балансами, тем в меньшей степени проявляются погрешности информации и используемых данных.