Лекция 1 - Томский политехнический университет
реклама
Основы ресурсоэффективных технологий в природопользовании Агрегированная система взаимодействия “человек - окружающая среда” Основная литература 1. Основы ресурсоэффективности: учебное пособие / И.Б. Ардашкин, Г.Ю. Боярко, А.А. Дульзон, Е.М. Дутова, И.Б. Калинин, В.В. Литвак, Б.В. Лукутин, В.Ф. Панин, Т.С. Петровская, В.Я. Ушаков / под ред. А.А. Дульзона и В.Я. Ушакова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 286 с. 2. Акинин Н.И. Промышленная экология: принципы, подходы, технологические решения: Учебное пособие. 2011. Основные понятия • Ресурс - количественная мера возможности выполнения какойлибо деятельности; условия, позволяющие с помощью определённых преобразований получить желаемый результат. Основные понятия • Эффективность минимально возможными усилиями достигать максимально возможных результатов Основные понятия • Ресурсоэффективные технологии – это технологии, приводящие к повышению эффективности использования ресурсов Основные понятия • Оценка эффективности по Т. Гилберту: W = f (E / V) W – степень эффективности использования ресурсов E - результат V - усилия Природопользованию можно дать следующие определения: 1. - совокупность всех форм эксплуатации природноресурсного потенциала и мер по его сохранению, что включает в себя: • а) извлечение и переработку природных ресурсов, их возобновление или воспроизводство; • б) использование и охрану природных условий среды жизни; • в) сохранение, восстановление и рациональное изменение экологического баланса (равновесия) природных систем как основы сохранения природноресурсного потенциала развития общества Природопользование 2. - совокупность производительных сил, производственных отношений и соответствующих организационноэкономических форм и учреждений, связанных с первичным присвоением, использованием и воспроизводством человеком объектов окружающей природной среды для удовлетворения своих потребностей; Природопользование 3. - использование природных ресурсов в процессе общественного производства для целей удовлетворения материальных и культурных потребностей общества; 4. - совокупность воздействий человечества на географическую оболочку Земли Природные ресурсы • это тела и силы природы (природные блага), общественная полезность которых положительно или отрицательно изменяется в результате трудовой деятельности человека. (Н. Ф. Реймерс) • элементы природы (тела, явления и процессы), используемые или могущие быть используемыми в будущем в процессе социального обмена веществ для удовлетворения потребностей общества. • (И. П. Лаптев) Природные ресурсы • Большинство загрязняющих окружающую среду вредных веществ является не чем иным, как природными ресурсами, оказавшимися не на своем месте. • В широком смысле, понятие «природные ресурсы» и «окружающая природная среда» тождественны. • Отсюда задача рационального использования природных ресурсов складывается из двух аспектов: охрана окружающей среды от загрязнений и эффективность использования природных ресурсов. Природные ресурсы • Поэтому ресурсоэфективность рассматривается в качестве поиска новых путей рационального использования сырья и энергии для получения необходимых продуктов. • Ресурсоэффективность, в свою очередь, может быть социальной экологической и экономической. Классификация природных ресурсов с точки зрения исчерпаемости и возобновимости (по Т. А. Деминой Природные ресурсы Неисчерпаемые: Вода Воздух энергия исчерпаемые Относительно Возобновимые возобновимые Растительный мир Деревья большого возраста Плодорородие почв Животный мир невозобновимые Полезные ископаемые Некоторое минеральное сырье Классификация природных ресурсов по заменимости Природные ресурсы заменимые незаменимые Отдельные виды минерального сырья, топлива Вода, воздух, почва Классификация природных ресурсов • • По степени вовлечения в экономический оборот можно выделить возможные, подготовленные (разведанные), учтенные и вовлеченные ПР. По области распространения вся совокупность природных ресурсов может быть условно разделена на общемировые, региональные и локальные. Классификация природных ресурсов по критерию использования Природные ресурсы (по критерию использования) Производственные (промышленные, сельскохазяйственные) Потенциальноперспективные рекреационные Экономическая классификация Ресурсы материального производства, т.е. ресурсы используемые в промышленности и сельском хозяйстве. Ресурсы непроизводственной сферы в том числе прямого и непрямого потребления (питьевая вода, дикорастущие растения, рекреационные ресурсы и т. д.) Классификация природных ресурсов по форме собственности Природные ресурсы частные государственные Федеральная собственность региональная собственность (собственность субъектов РФ муниципальные 3. Концептуальные модели взаимодействия экономики и природной среды Если рассматривать экономику как “черный ящик”, то на ее вход подается сырье А, Произведенные товары и услуги циркулируют внутри "черного ящика", а на выходе образуются отходы В 3. Концептуальные модели взаимодействия экономики и природной среды Модель материального баланса материально-энергетические потоки внутри экономической системы, а также между экономикой и окружающей средой Взаимодействие между экономикой и окружающей средой 9 ассимиляционный потенциал • ассимиляционная емкость (assimilatory potential, carrying capacity) — предельная емкость природной среды в процессе поглощения, ассимиляции выбросов и отходов без ущерба для экосистем. • Если ассимиляционный потенциал недостаточен неизбежны экстерналии загрязнения Загрязнение окружающей среды, вредное воздействие Воздействие загрязняющих веществ Кумулятивное Некумулятивное отходы шум Загрязнение: • Глобальное • Региональное • местное •Точечное •Постоянное •эпизодическое •неточечное Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации • В большинстве стран мира независимо от типа экономической системы сложился техногенный (природоемкий) тип производства. • При этом наносится значительный экономический ущерб, являющийся стоимостной оценкой деградации природных ресурсов и загрязнения окружающей среды в результате человеческой деятельности. Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Характерными чертами техногенного типа развития являются: быстрое и истощительное использование невозобновимых видов природных ресурсов (прежде всего полезных ископаемых); сверхэксплуатация возобновимых ресурсов (почва, леса и пр.) со скоростью, превышающей возможности их воспроизводства и восстановления; объемы загрязнений и отходов, превышающие ассимиляционные возможности окружающей среды. Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Структурная пирамида национальной экономики 1 - первичная экономика: горнодобывающие производство, сельское хозяйство, лесная промышленность и рыбное хозяйство» 2 - обрабатывающие отрасти (первичная обработка сырья); 3 - дальнейшее углубление обработки продукции, вторичная переработка сырья; 4 - машиностроение, производство сложных товаров и услуг Cm02_mod01_transp2 No. 02 Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Ковбойская (фронтальная) экономика: • Природные ресурсы неистощимы Y = f (K, L) K – капитал; L – трудовые ресурсы «Нельзя ждать милостей от природы, взять их у нее - наша задача» И. Мичурин Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Формула антропогенного воздействия на окружающую среду (П. Эрлих, Дж.Холдрен) I = PAT I – воздействие на окружающую среду Р – население А – благосостояние Т - технология Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Характеристика Сокращение площади естественных экосистем Сокращение площади лесов, особенно тропических Тенденция 1972 – 1992 г.г. Сценарий 2030 г. Сокращение со скоростью 0,5 – 1,0% в год на суше; к началу 90-х гг. сохранилось около 40% от начального уровня Сокращение со скоростью от 117 (1980 г.) до 18020 тыс. кв. км (1989 г.) в год; лесовосстановление относится к сведению как 1:10 Сохранение тенденции, приближение к почти полной ликвидации на суше естественных экосистем Опустынивание Расширение площади пустынь (60 тыс. км2 в год), рост техногенного опустынивания токсичных пустынных ландшафтов Сохранение тенденции, сокращение площади лесов в тропиках с 18 (1990 г.) до 9 – 11 млн км2, сокращение площади лесов умеренного пояса Сохранение тенденции, возможен рост темпов опустынивания за счет уменьшения влагооборота на суше и накопления загрязнителей в почвах Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Характеристика Тенденция 1972 – 1992 г.г. Деградация земель Рост эрозии (24 млрд тонн ежегодно), снижение плодородия, накопление загрязнителей, закисление, засоление почв Рост бедности, нехватка продовольствия, высокая детская смертность, высокий уровень заболеваемости, Ухудшение качества жизни, рост заболеваний, связанных с загрязнением окружающей среды Сценарий 2030 г. Сохранение тенденции, рост эрозии и загрязнения почв, сокращение сельскохозяйственных земель на душу населения Сохранение тенденции, рост нехватки продовольствия, рост заболеваний, связанных с экологическими нарушениями, в том числе генетическими, расширение территории распространения инфекционных заболеваний, появление новых болезней Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации Д. Медоуз и др. В первом докладе Римскому клубу «Пределы роста» смоделирован целый ряд вариантов (сценариев) развития мировой системы. Пределы роста Использование Загрязнение и отходы природных ресурсов Природные ресурсы численность населения в «стандартном» сценарии возрастает с 1,6 млрд. чел. в 1900 ем 5 млрд. чел. в 1990 г. и превышает 6 млрд. чел. в 2000 г. Общий объем ного производства увеличивается с 1900 по 1990 год в 20 раз. За этот период я только 20 % мировых запасов невозобновимых ресурсов, то есть к 1990 г. остается пасов. 1. Состояние мира 2. Материальный уровень жизни Изменения глобальной хозяйственной подсистемы и экосистемы планеты Начало XX Конец XX Показатели века века Валовой мировой продукт, млрд долл. США Мощность мирового хозяйства, ТВт Численность населения, млрд чел. Потребление пресной воды, км3 Потребление чистой первичной продукции биоты,% Площадь залесенных территорий*, млн км2 Рост площади пустынь, млн га Сокращение числа видов, % Площадь, нарушенная хозяйственной деятельностью на суше , % 60 20 000 1 около 1 360 10 6 4000 1 40 57,49 50,07 — +156 — -20 20 60 Утрата видового разнообразия планеты за последние 400 лет Живые Организмы Исчезло видов Под угрозой исчезновения (видов) Высшие растения Рыбы 384 18 699 23 320 Амфибии 2 48 Рептилии 21 1355 113 924 83 414 Птицы Млекопитающие Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации ПОТРЕБЛЕНИЕ ПЕРВИЧНОЙ ЭНЕРГИИ В МИРЕ в XX в. (млрд тут) 14.0 Нефть Газ Уголь Атомная энергия Гидроэнергия 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2004 Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации • В качестве показателя интенсивности отрицательного воздействия человека на окружающую среду получил распространение экологический след, исчисляемый в гектарах земли на душу населения. Экологический след ряда стран в гектарах на душу населения Ресурсоэффективность и устойчивое развитие цивилизации • В среднем, по оценкам Global Footprint Network (2012), на душу землян приходится порядка двух гектаров пригодной для хозяйственного использования экологически продуктивной почвы. При этом на 2005 г. регенерируемая емкость этого земельного фонда уже на 30 % перерасходована. Экологический след Ecological Footprinting: Final Study. G. Chambers Ed. – Luxemburg, 2001 • Экологический след как показатель отражает оценку площади биопродуктивных земель на планете и измерения потребностей человечества в этих биопродуктивных землях. • Показатель ЭС измеряет потребление населением продовольствия и материалов в эквивалентах площади биологически продуктивной земли и площади моря, которые необходимы для производства этих ресурсов и поглощения образующихся отходов, а потребление энергии – в эквивалентах площади, необходимой для абсорбции соответствующих выбросов СО2. Экологический след • Экологический след выражается в глобальных гектарах (глобальных гектарах на душу населения) и показывает количество условных гектаров территории, необходимых для обеспечения жизни человека с текущим уровнем потребления и утилизации отходов его жизнедеятельности. • По состоянию на 2003 год планета располагала 11,2 млрд. глобальных га земель в то же время глобальная потребность человечества состояла 14,1 млрд. глобальных га Экологический след • Источник: J. Kitzes Current Method for Calculating National Ecological Footprint Accounts// Science for Environment & Sustainable Society Vol.4 No.1, 2007
