Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Управление устойчивым развитием промышленного комплекса региона теория, методология, практика. Монография
.pdf
1.3. Управляемые и управляющие детерминанты формирования устойчивости развития…
но отметить, что фундамент самого высокого здания в мире Бурдж
Халифа на 20 % состоит из золы-уноса1.
Объем ежегодного образования ЗШО в Индии составляет порядка 217 млн т, и в 2021 г. объем утилизации от готового образования составил 96 %. При этом в 1996 г. объемы утилизации ЗШО в
Индии составляли лишь 3 % от годового образования (6,64 млн т).
Сегодня ЗШО в Индии используются в самых различных отраслях
экономики (производство цемента, ликвидация
горных выработок, засыпка низменностей, отсыпка дорог). К столь высокому
объему утилизации привело законодательно установленное обязательство использовать до 25 % ЗШО в производстве кирпича,
блоков и плитки на предприятиях, расположенных в радиусе до
300 км от конкретной ТЭС, и обязательное использование золы в
качестве основного материала при выполнении насыпей во всех
дорожных работах.
Несмотря на желание использовать позитивный международный опыт, на данный момент существуют проблемы применения
ЗШО в Российской Федерации. Во-первых, это отсутствие сформированного рынка сбыта ЗШО, которое усугубляется полярностью
строительного и отопительного сезонов. Пиком образования самого востребованного в строительной отрасли продукта угольных
ТЭС (золы-уноса) являются самые холодные месяцы отопительного сезона, при этом до пика строительного сезона данный вид
золы необходимо хранить в специальных силосах, что без гарантии спроса на указанный тип золы несет для ТЭС дополнительные
издержки. Во-вторых, это низкий уровень информированности со
стороны бизнеса и федеральных органов исполнительной власти о
возможностях и преимуществах применения ЗШО ТЭС. В-третьих,
существуют логистические ограничения: большая часть спроса
расположена в Центральном, Северо-Западном и Приволжском федеральных округах, тогда как основные объемы образования ЗШО
1
Небоскребы, дамбы и мосты: где еще отметились золошлаки? URL: https://
sibgenco.online/news/element/neboskreby-damby-i-mosty-gde-eshche-otmetiliszoloshlaki/.
51
Глава 1. Устойчивость как современный императив развития промышленного комплекса региона
находятся в Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах. В-четвертых, имеет место консервативность ряда потребителей, отсутствие компетенций как на стороне ТЭС, так и на
стороне потребителей ЗШО. В-пятых, очевидна необходимость несения капитальных затрат на переоборудование технологических
цепочек как со стороны генерирующих компаний – производителей ЗШО, так и
со стороны потребителей. Однако важно отметить,
что, несмотря на существующие на сегодняшний день преграды
при использовании ЗШО, это является одной из возможностей эффективного и рационального использования как материальных,
так и финансовых ресурсов для промышленного предприятия.
Другим примером реализации эффективных симбиотических
отношений с точки зрения повышения устойчивости развития
промышленного комплекса региона является использование отходов и побочных продуктов сахарного производства, широко распространенное в Египте и Бразилии.
Как известно, при производстве сахара результатом являются отходы и побочные продукты (до 70 %) и непосредственно сахар (около 30 %). К отходам и побочным продуктам относятся, в
частности, жом, известковое молоко, силос, багасса, сахарный воск,
бетаин, биоэтанол, барда, патока (меласса), а также отработанная
вода. Рассмотрим основные возможности использования данных
отходов и побочных продуктов в других отраслях промышленного
производства.
Одним из наиболее перспективных к использованию отходов
сахарного производства является багасса. Багасса – это волокнистые остатки от выдавливания стеблей сахарного тростника. Традиционно багасса используется в качестве альтернативного топлива для котлов сахарного завода, чтобы увеличить количество пара,
необходимого для выработки энергии и питания главных двигателей. Тако е использование багассы в качестве альтернативного
топлива рассматривается как мера по энергосбережению. Однако,
как показывает опыт ряда стран, багасса может быть использована и в некоторых отраслях промышленности, таких как производство целлюлозы, бумаги, строительных материалов (специальные
52
1.3. Управляемые и управляющие детерминанты формирования устойчивости развития…
виды древесных плит), в качестве корма для скота, для производства химикатов1.
Использование багассы в промышленном производстве имеет
значимые экологические эффекты. Та к, в связи с резким сокращением запасов древесины и необходимостью защиты лесных ресурсов использование багассы при производстве бумаги, древесно-стружечных и древесноволокнистых плит и декоративных рам
позволит значительно повысить экологичность промышленного
производства. Багасса и жом могут быть использованы
также для
производства мебели: офисные полки, гардеробы, столешницы, перегородки, потолки и т. д.
Зола багассы сахарного тростника также может быть использована в производстве строительных материалов. Исследования
показывают, что она обладает большим потенциалом в области инженерного применения по сравнению с золой пальмового масла и
рисовой шелухи, уже широко используемой
в производстве бетона2.
Еще одним очень важным побочным продуктом сахарного производства является патока. Годовой объем производства патоки в
мире достигает 55 млн т3. Патока остается после кристаллизации
1
Green approach to facilely design hydrophobic aerogel directly from bagasse / W. Li,
Z. Li, W. Wang [et al.] // Industrial Crops and Products. 2021. Vol. 172. Р. 113957;
Influence of spherical-shaped carbon nanoparticles on the mechanical properties
of a foamed sugarcane bagasse/polypropylene composite / M. Madhoushi,
A. Malakani, G. Ebrahimi, A. Rashidi // Industrial Crops and Products. 2021.
Vol. 172. Р. 114041; Self-template bagasse-based porous carbons for high
performance supercapacitors / M. Xu, A. Wang, Y. Xiang [et al.] // Industrial Crops
and Products. 2022. Vol. 176. Р. 114291; Sugarcane bagasse ash as supplementary
cementitious material in concrete – a review / B. S. Thomas, J. Yang, A. Bahurudeen
[et al.] // Materials Today Sustainability. 2021. Vol. 15. Р. 100086.
2
Use of sugar cane bagasse ash in ultra-high performance concrete (UHPC) as
cement replacement / N. Wu, T. Ji, P. Huang [et al.] // Construction and Building
Materials. 2022. Vol. 317. Р. 125881.
3
Alcoholic beverages: Current situation and generalities of anthropological
interest / A. Núñez-Caraballo, J. D. García-García, A. Ilyina [et al.] // Processing and
Sustainability of Beverages. Volume 2: The Science of Beverages. Elsevier, 2019.
P. 37–72.
53
Глава 1. Устойчивость как современный императив развития промышленного комплекса региона
сахара и обычно утилизируется за пределами завода как отходы.
Однако патока содержит около 30–35 % сахара и 15–20 % пониженного сахара. Таким образом, общее содержание сахара в патоке
составляет около 45–55 %.
Патока является важным сырьем для производства многих полезных продуктов. На коммерческом уровне основными продуктами, производимыми из патоки, являются: этиловый спирт, лимонная
кислота, молочная кислота, корм для крупного рогатого скота,
щавелевая кислота, хлебные дрожжи, глутамат натрия, пивные
дрожжи, лизин, аминокислота, бутиловый спирт, ацетон. Кроме
того, некоторые химические вещества на основе спирта, такие как
уксусная кислота, уксусный ангидрид, жидкий ацетон, этилбензолацетат, стирол, соединения этилена и наконец синтетический каучук, производятся с использованием патоки1.
Самым коммерчески успешным процессом ферментации патоки является этиловый спирт. Этиловый спирт используется в
питьевых целях и в качестве сырья для многих спиртовых химикатов. В связи с этим использование патоки в данном направлении
может иметь важное коммерческое значение. За последние годы
было разработано множество технологий микробиологического
производства биопродуктов и
ферментов из патоки, которые находят широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности.
Производство лимонной кислоты из коммерческого сахара –
простой процесс, но коммерческий сахар очень дорог, и поэтому
многие компании предпочитают производить лимонную кислоту
из патоки. Например, в Великобритании разработан процесс глубокой ферментации тростниковой патоки в лимонную кислоту. Лимонная кислота, как известно, находит широкое применение при
производстве джема, киселя, фруктового сока, кондитерских изделий и других пищевых продуктов.
1
Zhang S., Wang J., Jiang H. Microbial production of value-added bioproducts and
enzymes from molasses, a by-product of sugar industry // Food Chemistry. 2021.
Vol. 346. Р. 128860.
54
1.3. Управляемые и управляющие детерминанты формирования устойчивости развития…
Еще одно направление использования патоки – в производстве кормов для скота. Например, в США в производстве кормов
для животных используется до 4 млн т патоки в год. Существует
постоянная потребность в увеличении количества патоки в кормах для скота за счет разработки технологии производства мелассовой массы из мочевины (животного шоколада).
Патока
является основным сырьем для производства дрожжей, в том числе пекарских дрожжей путем ферментации. Пекарские дрожжи могут быть использованы не только при выпекании
хлеба, но они для сбраживания патоки в этиловый спирт. Существующий спрос на пекарские дрожжи и улучшенную серию дрожжей предполагает необходимость расширения коммерческого направления использования данного продукта.
Следующим важным побочным продуктом сахарного производства является сахарный воск. Сахарный воск может быть получен из жмыха сахарного тростника. Необработанный воск содержит до 25 % смолы. Из сахарного тростника может быть извлечено
до 60 % чистого воска.
Сахарный воск может быть использован для производства парафина. Масло, изготовленное из воска
сахарного тростника, используется в специальных лаках для защиты от коррозии. Эмульгатор
тростникового воска используется для консервирования фруктов,
овощей и сыра. Сырой воск из воска сахарного тростника используется непосредственно для изготовления бумаги. Кроме того, сахарный
воск используется для улучшения свойств плавления/высвобождения чернил, используемых в многоцветных копировальных аппаратах и принтерах. Для этого в основных материалах используется от
0,5 до 2 % воска сахарного тростника (точка плавления 60 °C).
Все компоненты воска, такие как твердый воск, масло и смола, находят применение в качестве пластификатора в шинах. Воск
сахарного тростника находит множество промышленных применений, таких как гидроизоляционная эмульсия для обработки слоя
частиц и текстиля, термоклей, средства для удаления форм из стекловолоконных форм и микроплиты. Часть масла, извлекаемого
из сахарного тростника, используется для производства кормов
55
Глава 1. Устойчивость как современный императив развития промышленного комплекса региона
для птицы и противопенных агентов в порошках для тушения, а
внедрение новых и искусственных подсластителей из кукурузы и
других крахмалистых культур повлияло на экономическую жизнеспособность сахарной промышленности.
При производстве сахара из сахарной свеклы доля свекловично-
го жома в общем весе переработанного сырья составляет 70–90 %
1
Свекловичный жом достаточно давно используется как корм для
скота в свежем, сушеном и силосованном виде. Преимущества жома
состоят в наличии большого количества в нем полезных веществ,
имеющих ценность для организма коров, овец, коз. Кроме того, жом
достаточно легко раздавать животным, которые охотно его едят.
В сравнении с другими кормами, получаемыми из сахарной свеклы
(корнеплоды, патока), жом более удобен в хранении и достаточно
дешев в производстве и транспортировке. Основным недостатком
жома является сложность в его хранении. Свежий жом легко подвергается плесени, в результате чего в нем накапливаются ядовитые вещества. Сушеный корм более удобен в хранении и скармливании. Но
в нем снижаются вкусовые качества. Кроме того, при больших дозах
скармливания он приводит к ухудшению качества молока и масла2.
Жом также используется в биогазовых установках. Биогазовые
установки особенно популярны в США и Европе. В России они пока
не нашли широкого применения. Тем не менее их использование
позволяет производить тепловую и электроэнергию без дополнительных затрат и ущерба окружающей среде. Поэтому биогазовые
установки могут быть использованы непосредственно в сахарном
производстве, а также в близлежащих фермерских хозяйствах.
По мнению исследователей, использование жома в данном направлении является более перспективным, чем в виде корма для
скота. Это связано с тем, что жом производится в холодное время
.
1
Мансуров Р. Е. Технико-экономический анализ возможностей свеклосахарного подкомплекса Нижегородской области по выработке биогаза // Вестник
Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. Сер. Социальные науки. 2018. № 4. C. 23–29.
2
Жом в кормлении крупного рогатого скота / В. Ф. Радчиков, В. П. Цай, В. К. Гурин [и др.] // Сахар. 2016. № 1. C. 52–55.
56
1.3. Управляемые и управляющие детерминанты формирования устойчивости развития…
года. В связи с этим имеются сложности для его долговременного
хранения и сушки. А как было отмечено выше, жом легко портится
и становится ядовитым. Использование жома как сырья для биогазовых установок является более перспективным направлением.
Оно позволяет снизить экологические риски воздействия на био-
1
сферу
. Как показывают исследования, использование биогазовых
установок на самих сахарных заводах позволяет значительно снизить экологическое воздействие на окружающую среду: снижение
наносимого ущерба в отношении изменения климата – на 4–4,4 %;
в отношении качества экосистем – примерно на 1,5 %, в отношении ущерба природным ресурсам – на 4–5 %2.
В последние годы свекольный жом находит применение в производстве биопластика. Основным достоинством такого производства
является то, что в конце жизненного цикла изготовленное из такого биопластика изделие при сжигании превращается в углекислый
газ и воду, которые посредством использования фотосинтетической
системы могут быть превращены в целлюлозу, и такой замкнутый
цикл можно повторять многократно3. Перспективы использования
свекловичного жома, как отмечает И. Н. Холопкин, имеются и в зернопашенном севообороте. Свекловичный жом может обеспечивать
поддержание почвенного плодородия, обеспечивая подкисление
почвенного раствора и увеличение содержания фосфатобактерий4.
В настоящее время жом не находит широкого применения на
внутреннем рынке, хотя очевидно, что его использование полностью отвечает императивам «зеленой» экономики.
1
Дыганова Р. Я., Шипков В. П. Оценка энергетической ценности использования
отходов свеклосахарной промышленности // Известия Самарского научного
центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 4–5. С. 893–895.
2
A review on beet sugar industry with a focus on implementation of waste-toenergy strategy for power supply / M. Rajaeifar, S. Hemayati, M. Tabatabaei [et
al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. Vol. 103. Р. 423–442.
3
Анаников В. П. 3D-печать из свекловичного жома – утопия? // Сахар. 2017.
№ 2. С. 50–51.
4
Холопкин И. Н. Перспективы использования свекловичного жома в зернопа-
ропропашном севообороте // Земледелие. 2013. № 4. С. 15–17.
57
Глава 1. Устойчивость как современный императив развития промышленного комплекса региона
Фильтрационная пульпа при производстве сахара достигает 4 %
отходов сахарного производства. В прошлом сахарные фабрики избавлялись от нее. Однако проводимые специализированными научно-исследовательскими институтами исследования показали ценность
фильтрационного осадка в качестве удобрений и возможность его ис-
1
пользования при мелиорации земель
. К примеру, в арабских странах
уже почти 20 лет фильтрационный осадок продают фермерам для удобрения урожая. Особенно эффективно его применение на недавно освоенных и песчаных землях со слабой конструкцией, где он работает
для улучшения текстуры и увеличения способности экономить воду.
Меласса первоначальна использовалась для производства
энергии путем ее сжигания в паровых котлах. Затем мелассу стали использовать в качестве сырья для производства спирта путем
спиртовой ферментации. На сегодняшний день меласса остается
основным и самым дешевым сырьем для производства этилового
спирта и пекарских дрожжей. Производство сухих кормовых дрожжей, а также свежих пекарских дрожжей из мелассы полностью покрывает потребности внутреннего потребления. Например, один
только завод Sugar Company (Египет) производит более 35 т свежих пекарских дрожжей в день. В Эль-Хавамедии построен завод
по производству промышленного меда.
Спирт, образующийся в результате ферментации мелассы, также используется в производстве натурального уксуса. Стоит отметить, что, например, в Египте компания Egypt Sugar and Integrated
Industries обеспечивает потребности местного потребления натурального уксуса для пищевых продуктов с середины ХХ в. до настоящего времени, а излишки от производства уксуса используются в
производстве снежной уксусной кислоты.
В последние годы меласса в арабских странах используется
также при производстве алкоголя. Например, дистилляционный
1
Инновационный подход к повышению плодородия и микробиологическому
оздоровлению почв Краснодарского края и Республики Адыгея / В. О. Городецкий, С. О. Семенихин, Н. М. Даишева [и др.] // Новые технологии. 2017.
№ 3. С. 74–80.
58
1.3. Управляемые и управляющие детерминанты формирования устойчивости развития…
завод, открытый в Абу Куркас, производит более 100 тыс. л спирта
в сутки.
Кроме того, в результате процессов ферментации патоки и перегонки спирта образуется продукт, называемый вином, который
содержит минеральные соли и органические материалы. В прошлом данный продукт утилизировали, сбрасывая в поверхностные
водные источники. В последние годы рассматривается возмож-
концентрирования вина и использования его в качестве од-
ность
ного из ингредиентов для корма животных.
Тем не менее значительная часть мелассы экспортируется, покрывая важную часть потребностей египетской сахарной промышленности в твердой валюте для импорта запасных частей. Например, компания Egypt Sugar and Integrated Industries производит ее
более 406 тыс. т в год, большая часть вывозится за границу.
Еще одним «отходом» сахарного производства являются промышленные сточные воды. К ним относятся:
– охлаждающая вода (термически загрязненная). Это выходная
вода из конденсата, от продувки котлов, охлаждающего обо-
рудования, выхлопы охлаждения. Обработка осуществляет-
ся путем направления этой воды в градирни, чтобы снизить
температуру до пределов, разрешенных законом, и повторно
использовать ее в замкнутом цикле. Количество градирен на
каждый завод составляет от 7 до 12, производительность гра-
дирни – около 900 м3/ч;
– вода промышленных предприятий (биологически загрязненная).
Это отработанная вода после промывки, ферментации, активации
теплообменников, мытья полов и т. д. Очистка данной воды осу-
ществляется на промышленных очистных сооружениях с аэроб-
ной системой очистки в соответствии с биологической нагрузкой
загрязнения (ХПК, БПК) с использованием активного ила. В насто-
ящее время проводятся исследования по возможности использо-
вания очищенных сточных промышленных вод вместо питьевой
воды. Это позволяет не только снизить экологическую нагрузку
на окружающую среду, но и рационализировать водопотребление
в регионах, испытывающих дефицит водных ресурсов.
59
Глава 1. Устойчивость как современный императив развития промышленного комплекса региона
Очищенные промышленные сточные воды используются для
орошения близлежащих фермерских хозяйств. Вода, образующаяся
в результате конденсирования – вода из испарителей – используется для подпитки паровых котлов и промышленных процессов.
Таким образом, очевидно, что развитие кооперативных взаимодействий в рамках комплекса различных смежных производств
региональной промышленности, потребляющих побочные продукты и отходы производства, позволит
реализовать бизнес-модели,
удлиняющие или расширяющие цепочку создания ценности в целях повышения устойчивости развития.
Пойдет ли развитие промышленного комплекса региона по
экстенсивному пути с вовлечением дополнительных (в том числе
латентных, ранее не задействованных) ресурсов в производственные процессы либо по пути интенсификации в эксплуатации уже
задействованных ресурсов – зависит от проводимой региональной промышленной политики. При этом с точки зрения решения
стратегических задач достижения устойчивости развития промышленного комплекса региона важно не просто дополнительное
привлечение региональных ресурсов, но такое их вовлечение и рекомбинация, которые будут обеспечивать устранение имеющихся
диспропорций в использовании факторов производства. Решение
данной задачи обеспечивается средствами макроэкономической
политики, основными инструментами которой выступают фискальная и денежно-кредитная политика.
Формирование региональной политики устойчивого развития
промышленности должно базироваться на прочном методологическом фундаменте. Поэтому далее рассмотрим, какие теории могут
быть положены в основу формирования стратегии устойчивого
развития промышленного комплекса региона и с помощью какого
инструментария можно оценить потенциал формирования устойчивости.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]