3.2. Принципы ресурсо- и энергосбережения

Производство любой продукции связано с потреблением сырья, энергии, вспомогательных материалов, использованием оборудования, приборов контроля, умственного и физического труда человека. Эти слагаемые определяют себестоимость продукции. Во многих производствах значительную часть себестоимости составляет стоимость сырья и материалов, поэтому обеспечение их качества, рационального использования и установление нормативов являются важными задачами. Главные показатели качества сырья - это наличие в нем полезных компонентов и технологичность их извлечения. Последняя оказывает главное влияние на стоимость единицы сырья. Например, в урановой руде содержится около 1% урана, в марганцевой - 20-50% марганца, в медной - 05-3,0% меди, в железной - 50-70% железа, в сахарной свекле - 16-24% сахара, выход мяса составляет около 50% живого веса животного.

Вспомогательное сырье и материалы используются для интенсификации или просто для осуществления технологического процесса: это растворители, пенообразователи, сорбенты (природные и синтетические) для избирательного поглощения вредных примесей. Вспомогательным сырьем или рабочим материалом являются вода и воздух.

Для многих видов сырья, особенно полезных ископаемых, остро стоит проблема комплексного извлечения и переработки всех компонентов без отходов. В принципе невозможны безотходные технологии во многих производствах. Однако отходы некоторых технологических процессов могут служить сырьем для другой продукции. Например, шлаки металлургических заводов содержат многие редкие элементы и широко используются в дорожном строительстве. Отходы можно разделить на три вида: выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы и твердые (промышленные и бытовые), размещаемые в основном на земной поверхности или затопляемые в морях и океанах (дампинг). Снижение объемов отходов и их повторное использование позволяют, во-первых, улучшить экологическую обстановку, во-вторых, получить до­полнительный доход за счет реализации отходов как вторичного сырья и снижения экологических платежей за загрязнение окружающей среды. Дей­ствующий в Украине экономический механизм поощрения за снижение от­ходов предусматривает бесплатное извлечение из недр попутного полезного ископаемого или материала. Ресурсные платежи вносятся только за добычу основного полезного ископаемого. Например, на шахте им. Засядько в г. Донецке селективно извлекается один из слоев глинистого сланца, который реализуется кирпичному заводу, и платежи в бюджет за его добычу не вносятся при обязательных платежах за добычу угля.

Человечество все наращивает добычу полезных ископаемых и энергопотребление. Считается, что через каждые 11 лет потребность в сырье удваивается. Однако многие сырьевые источники относятся к так называемым исчерпаемым, и их возобновление в природе в обозримом будущем невозможно. Это главным образом полезные ископаемые. Помимо решения проблем энерго- и ресурсосбережения природной сырьевой базы, необходимы разработка и внедрение нетрадиционных способов получения энергии (например, сооружение ветровых электростанций (в Донецкой области Новоазовская ВЭС), использование солнечных батарей, энергии морских приливов-отливов и волн, термальных источников и др.), а также замена ряда природных материалов синтетическими. Так, для добычи 1000 т натурального каучука необходим труд 15,5 тыс. человек, а для производства такого же количества синтетического каучука всего 15 работников. Очень важна замена использовавшихся ранее пищевых продуктов непищевыми, например получение этилового спирта из этилена вместо картофеля, пшеницы и жира.

К сожалению, затраты энергии на производство продуктов питания в Украине в 2,4 раза больше, чем в Европе. Эффективность использования энергии в технологическом процессе оценивается по энергетическому балансу, основанному на законе сохранения массы и энергии. Часть использованной энергии в технологическом процессе или в отдельной операции оценива­ется тепловым КПД либо коэффициентом использования энергии, под которыми понимается отношение количества теплоты (энергии), полезно используемого в процессах, к ее общему затраченному количеству. Количество энергии, подведенной к системе и полученной в результате превращений (отведенной энергии), должно быть равно количеству, затраченному на осуществление отдельных этапов процесса, преобразованному в другие виды энергии, отведенной из системы и затраченной в виде потерь в окружающую среду. Эффективным способом снижения затрат является использование отработанных теплоносителей в последовательных технологических процессах, требующих более низкой температуры, чем в предыдущем процессе, в том числе для предварительной подготовки нагреваемого рабочего потока жидкости или газа. Важное значение имеет качество изоляции теплопроводов (особенно неудовлетворительное состояние водопроводов систем отопления в жилищно-коммунальном хозяйстве).