2. Общие принципы эффективного использования материальных и энергетических ресурсов

2.1. Масштабы потребления природных ресурсов

Современный научно-технический прогресс связан с постоянным ускорением темпов потребления природных ресурсов и развитием производства. Древнему человеку для удовлетворения всех жизненных потребностей было необходимо 18 химических элементов и их соединений, к XVIII в. – 28, в XIX в. – 47, в начале XX в. – 59, в настоящее время используется около 100 1.

Масса различных горных пород, ежегодно извлекаемых из недр при современном уровне производства, составляет около 600 млрд. т. Наиболее быстро растет использование минерального сырья. Так, в СССР к 1960 г. на его долю приходилось около 50% от общей массы потребляемых исходных материалов и продуктов, в настоящее время это сырье становится абсолютно преобладающим. В США с 1940 г. вовлечено в производство больше минеральных ресурсов, чем всем человечеством за всю предыдущую историю.

Темпы использования запасов полезных ископаемых продолжают нарастать. За последние 20 лет потребление нефти возросло в 4 раза, то же самое происходит с железными рудами, фосфатами и другими минералами. Из 200 видов полезных ископаемых наиболее активно применяются 30. Однако из-за несовершенства технологии добычи и переработки теряется почти половина металлов и третья часть химического сырья. В целом прямой выход в технологической цепи сырье – целевой продукт редко превышает 10%, т. е. из каждой тонны природного сырья полезно используется лишь 100 кг, и образуется до 900 кг различных отходов 1.

Сложившийся характер потребления сырьевых ресурсов приводит к неудержимому росту объема отходов. Огромное количество их попадает в атмосферу в виде пылегазовых выбросов и со сточными водами в водоемы, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды. В атмосферу планеты ежегодно выбрасывается более 300 млн. т оксида углерода, более 50 млн. т углеводородов, около 200 млн. т диоксида углерода, 53 млн. т оксидов азота, 200−250 млн. т различных аэрозолей, 120 млн. т золы. Преимущественно загрязняют атмосферу теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химическая промышленность. Стремительно увеличивается объем твердых отходов. В США годовой объем твердых отходов достигает 4,5 млрд. т, в том числе 1 млрд. т – промышленных; в странах ЕЭС – 7,2 млрд. т, в Японии – 1,3 млрд. т 1.

В промышленный оборот вовлекаются все новые виды полезных ископаемых, к которым теперь предъявляются повышенные требования. Нефть долгие годы была только топливом, затем стала широко использоваться в химическом производстве. Значительно расширилась сфера потребления металлов, особенно редких.

За миллиарды лет своего существования наша планета создала огромнейшие запасы минеральных ресурсов, хотя и не все они пока доступны человеку. На глубине 10−20 км определен средний химический состав земной коры. Двенадцать элементов в сумме составляют 99,29%. Более всего в земной коре содержится кислорода и кремния; другие ценные элементы, имеющие промышленное значение, находятся в относительно небольшом количестве. В табл. 1 приведен средний химический состав земной коры на глубине 10−20 км 1.

Таблица 1