Автор: Marian Chertow
Автор перевода: А.П. Дейнека
Источник(англ.): United Nations: UN Chronicle — The Ecology of Recycling
Несмотря на то, что переработка отходов, сточных вод и черезмерное расходование энергии не являются первостепенными климатическими проблемами, их решение является доступным и весьма желательным средством сокращения выбросов парниковых газов на местном уровне. Один из самых активных парниковых газов - метан, выбрасываемый со свалок и сточных вод, приходится около 90 процентов выбросов парниковых газов от всего сектора отходов. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), это количество составляет 18 процентов антропогенных выбросов метана во всем мире и около трех процентов от общего количества парниковых газов. Как уже давно известно, вывоз отходов на свалки, и их эффективное использование является очевидным и проверенным средством для сохранения земли и ресурсов. Теперь мы можем добавить информацию из многочисленных исследований о том, что эти методы также способствуют защите климата.
Настоящая статья опирается на примеры из разных стран мира для описания климатических последствий: 1) переработки и повторного использования отходов в домашних условиях; 2) циклических потоков ресурсов через кластеры компаний, известных как «промышленный симбиоз»; 3) далеко идущих политических предложений в отношении использования ресурсов в национальном масштабе. Он извлекает уроки из системной точки зрения, представленной промышленной экологией, новой областью, решительно ориентированной на потоки материалов, энергии и воды через системы в различных масштабах, от продуктов до фабрик и стран и регионов.
Как повторное использование ресурсов влияет на климат? Циклическое использование энергии посредством когенерации, повторного использования сельскохозяйственных отходов или рекуперации энергоемких материалов, таких как алюминий, снижает выбросы парниковых газов. Поскольку большая часть коммерческой энергии производится за счет сжигания ископаемого топлива, сектор производства электроэнергии выбрасывает больше парниковых газов, чем любой другой сектор промышленности. Циклическое использование материалов для использования в других производственных процессах снижает воздействие жизненного цикла по сравнению с первичными материалами, которые необходимо извлекать из земли, а затем преобразовывать и транспортировать через множество этапов. Восстановленные ресурсы высвобождают землю и капитал для других возможностей, которые потребовались бы для производства эквивалентного количества товаров из девственных ресурсов. Круговорот воды означает ее многократное использование, а это критическая и все более актуальная практика в условиях дефицита воды из-за ожидаемых изменений в структуре осадков, вызванных изменением климата. Чтобы уловить эти концепции, промышленные экологи используют термин «встроенное коммунальное предприятие»: общее количество воды, энергии и материалов, используемых на всех различных этапах жизненного цикла продукта от начала до конца. Встроенное коммунальное предприятие является центральным элементом промышленной экологии: если продукт вывозится на свалку, то потраченные на него ресурсы теряются.
Многочисленные исследования за последние пять лет от Бразилии до Канады и от Европы до Азии подтверждают возможность количественной оценки выбросов парниковых газов от бытовых отходов на основе жизненного цикла. Каждое из этих исследований жизненного цикла обнаруживает явное положительное влияние переработки и повторного использования отходов на сокращение выбросов парниковых газов, в основном из-за повторного улавливания, а не утилизации встроенной энергии, воды и материалов, используемых в первую очередь для производства продуктов. Эти исследования включали воздействия «вверх по течению» (стадии производства), такие как эффект замены первичных материалов на переработанные, а также воздействия «вниз по течению» (управление отходами), которые являются результатом альтернативных стратегий, таких как захоронение, сжигание, компостирование и переработка. Сумма восходящего и нисходящего потоков дает двойную выгоду от переработки. Даже когда включены выбросы от мусоровозов и дополнительных транспортных средств к предприятиям по переработке, снижение выбросов парниковых газов преобладает.
Однако масштаб и механизм сокращения выбросов парниковых газов в конкретном месте зависят от конкретных используемых материалов, степени извлечения, наличия рынков и сочетания видов топлива, которых можно избежать за счет повторного использования ресурсов. Переработка металлов дает большую энергетическую выгоду, в то время как переработка бумаги часто способствует улавливанию углерода в лесах. Замена энергии, вырабатываемой нефтью или углем, двумя углеродоемкими источниками топлива, добавляет больше преимуществ, связанных с парниковым эффектом, для вторичного использования, чем замена привычной энергии, на вырабатываемую из возобновляемых источников или гидроэнергии. Таким образом, универсальных заявлений нет, но при оценке сравнительного воздействия на климат в результате переработки и удаления отходов возникают значительные региональные различия.
В настоящее время существует множество инструментов для расчета воздействия парниковых газов на различные варианты обращения с твердыми отходами и материалами. Одним из примеров является калькулятор экологических выгод Северо-восточного совета по переработке в Соединенных Штатах, который оценивает экологические преимущества выбранной области исследования на основе тоннажа материалов, которые были сокращены, повторно использованы, переработаны, захоронены или сожжены. Калькулятор, инструмент на основе Microsoft Excel, включает результаты нескольких исследований жизненного цикла, основанные на «типичных» объектах и эксплуатационных характеристиках в Соединенных Штатах. В исследовании, проведенном в Бразилии, подробно измерялось воздействие парниковых газов на отдельные материалы, включая алюминий, пластик, бумагу, сталь и стекло.
За некоторыми исключениями для смешанных или загрязненных материалов, которые сложно классифицировать или переработать, существует широкий спектр программных мер для уменьшения воздействия управления отходами, связанного с климатом. Некоторые из наиболее успешных программ включают вывоз из дома или сдачу в районных центрах. Требование к жителям, которые производят много отходов, платить больше, чем тем, кто производит меньше («платите по мере того, как вы выбрасываете отходы»), введение политики, зародившейся в Европе и быстро распространяющейся в Азии, которая требует от производителей товаров играть более значительную роль в возвращении товаров (расширенная ответственность производителя) и оценка сборов и налогов на такие категории товаров, как шины или аккумуляторы, или на использование полигонов в целом.
Хотя географическая концентрация промышленности часто является мощным источником парниковых газов, связанных с глобальным изменением климата, воздействия можно регулировать с помощью совместных подходов. Из промышленной экологии вытекает понятие «промышленный симбиоз»: кластер географически близких компаний которые обмениваются материальными побочными продуктами, энергией и водой на взаимовыгодной основе, так что отходы одного промышленного процесса становятся сырьем для другого. Благодаря таким системам транспортные расходы и выбросы сводятся к минимуму, а встроенное энергоснабжение сохраняется, что позволяет значительно снизить выбросы парниковых газов в промышленных масштабах.
Простым, но распространенным повторно используемым побочным промышленным продуктом является летучая зола угольных заводов, используемая для производства бетона. По оценкам британского эксперта, в 2000 году во всем мире было 600 миллионов тонн угольной золы. На каждую тонну летучей золы, которая используется компанией Портланд-цеменет для изготовления бетона, реализуется двойная выгода: не только тонна материала уносится с полигона для последующей обработки, но и при разумных расстояниях транспортировки можно избежать выброса около одной тонны углекислого газа в атмосферу. Тем не менее, если взять США в качестве примера, то более 50 процентов угольной летучей золы попадает на свалки.
На уровне промышленного района существует множество случаев обмена побочными продуктами технологического процесса между несколькими фирмами. Самые известные из них включают более 20 бирж через восемь компаний-членов и множество других вспомогательных операций в Калундборге, Дания. Основными партнерами в Калундборге являются нефтеперерабатывающий завод, электростанция, завод по производству гипсокартона, фармацевтический завод и производитель ферментов. Они делятся грунтовыми водами, поверхностными водами, сточными водами, паром и топливом, а также обмениваются различными побочными продуктами, такими как угольная зола и синтетический гипс, которые становятся сырьем в других производственных процессах.
Еще более крупный пример - в Тяньцзине, Китай, где более 80 обменов материалами, энергией и водой между компаниями было выявлено в Тяньцзиньской зоне экономического и технологического развития (TEDA), в которой размещается около 60 международных компаний из списка Fortune 5009. TEDA указывает на значительное сокращение выбросов парниковых газов в результате рекуперации технологической энергии и каскадирования энергии (например, рециркуляции конденсата), значительного повторного использования воды и экономии на транспорте, учитывая более короткие расстояния, на которые эти материалы перемещаются в регионе и вокруг него, а не доставляются из более отдаленных районов. Персонал Национальной программы промышленного симбиоза (NISP), финансируемой правительством Великобритании, обычно использует общедоступные коэффициенты пересчета для оценки воздействия парниковых газов на каждую промышленную биржу, которую они проводят между сторонами. За последние четыре года NISP сообщает, что перенеправило более пяти миллионов тонн отходов со свалок, сохранило почти восемь миллионов тонн первичного материала от использования в Соединенном Королевстве, устранив при этом более пяти миллионов тонн выбросов углерода во всей своей промышленной сети.
Учитывая преимущества для климата сокращения источников выбросов, повторного использования и рециркуляции по сравнению с другими вариантами отходов, неудивительно, что некоторые правительства были заинтересованы во внедрении этих методов на национальной основе. Считается, что Германия и Япония разработали самые ранние законы, поощряющие общества, в большей степени ориентированные на переработку. В 1994 году Германия приняла «Акт о содействии обращению с отходами замкнутого цикла веществ и обеспечению экологически безопасного удаления отходов» с явной целью сохранения природных ресурсов и обеспечения рационального удаления отходов. В 2000 году Япония приняла «Основной закон о создании системы управления отходами» «Общество разумного цикла материалов», а в 2003 году разработало «Фундаментальный план создания общества разумного цикла материалов», стремясь сократить объемы удаления отходов и увеличить количество рабочих мест на предприятиях, связанных с продвижением переработки и создания общества здорового цикла материалов. Япония донесла эту логику до международного сообщества в рамках своей «Инициативы 3R», чтобы призвать к политике обращения с отходами, основанной на принципах «сокращение, повторное использование, переработка», которые были согласованы на саммите G8 в 2004 году.
Совсем недавно, с 1 января 2009 года, Китай принял «Закон о содействии циркулярной экономике» - прогрессивную и далеко идущую политику, основанную на необходимости уравновесить быстрый экономический рост Китая с реалиями ухудшающейся окружающей среды. «Экономика замкнутого цикла» исчерпывающе определена в законе и относится к сокращению, повторному использованию и переработке ресурсов в процессах производства, обращения и потребления.
Важно помнить о том, что, хотя воздействие управления отходами, связанное с климатом, является значительным, необходимо также решать многие другие проблемы, связанные с отходами, от загрязнения воздуха до качества воды на участках управления отходами, деградации земель и нехватки ресурсов. В наименее развитых странах, где вывоз мусора широко распространен, часто в высокоорганизованных группах неформальной экономики, принятие решений по управлению отходами сопровождается многочисленными социальными, экономическими проблемами и проблемами общественного здравоохранения. Тем не менее, согласно исследованию McKinsey & Company, к 2030 году воздействие на климат в секторе утилизации отходов увеличится еще на 20 %. Что касается сокращения, то полные 60 процентов потенциала по снижению этого увеличения могут быть достигнуты за счет вторичного использования материалов.
Исторически увеличение образования отходов имело четкую статистическую связь с валовым внутренним продуктом на душу населения: чем сильнее экономика, тем больше отходов. Тем не менее некоторым странам удалось отделить экономический рост от потерь. Даже при большем доходе меньшее количество захоронений означает большее сокращение источников, повторное использование и переработку, что, в свою очередь, снижает воздействие на климат. Ранние исследования «зеленых рабочих мест» показывают, что переработка и компостирование создают гораздо больше рабочих мест, чем удаление, предоставляя возможности для обучения, трудоустройства и новых инвестиций в технологии отходов следующего поколения. Каскадные выгоды от технологий и инноваций для сохранения и повторного использования материалов, воды и энергии растут и, вероятно, будут иметь огромное значение в уменьшении воздействия отходов на климат.
1. Bogner, J.E., 2007. "Mitigation of global greenhouse gas emissions from waste: conclusions and strategies from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fourth Assessment Report. Working Group III (Mitigation)" Waste Management & Research, 26 (1), pp 11-32.
2. Graedel, T. E and Allenby,B. Industrial Ecology, 2nd Edition: (New Jersey, Prentice Hall, 2002).
3. See:http://www.nerc.org/documents/environmental_benefits_calculator.html#whatinfo.
4. Pimenteira, C., 2004, "Energy conservation and CO2 emission reductions due to recycling in Brazil", Waste Management, 24 (9), pp 889-897.
5. Tenenbaum, D.J., 2007. "Recycling: Building on Fly Ash Waste", Environmental Health Perspectives, vol. 115, no. 1, Jan 01. For comparison, 600 million tons is approximately twice the amount of municipal solid waste generated in the US every year according to US EPA.
6. O'Brien, K. et al, 2009, "Case Study Reducing GHG Emissions from the Concrete Industry", The International Journal of Life Cycle Assessment; Springer.
7. American Coal Ash Association, 2008, 2007 Coal Combustion Product (CCP) Production & Use Survey Results (Revised), September 2009.
8. Symbiosis Institute, Kalundborg, Denmark, www.symbiosis.dk
9. Shi, H. and M. Chertow, 2009. "Developing Country Experience in Eco-Industrial Parks: a Case Study of the Tianjin Economic-Technological Development Area in China." Working paper. Yale Center for Industrial Ecology.
10. National Industrial Symbiosis Programme, http://www.nisp.org.uk/
11. "Kreislaufwirtschafts-und Abfallgesetz-KrW-/AbfG." Federal Law Gazette (BGBl) I 1994, 2705.
12. The Basic Act for Establishing a Sound Material-Cycle Society, Act No.110 of 2000, Japan. This is sometimes translated into English as the "Recycling-Based Society."
13. McKinsey & Company, 2009, Pathways to a Low-Carbon Economy.