Основы рационального природопользования_ответы. Дисциплина Основы рационального природопользования
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Экономические механизмы управления природопользованием В современном обществе на первое место выходят экономические инструменты защиты природы. По большому счету они должны быть такими, чтобы загрязнять и разрушать окружающую среду стало не выгодно. В общем виде можно выделить три типа экономических механизмов природопользования. Первый тип — компенсирующий (мягкий, пассивный) механизм, либеральный в экологическом отношении. Он ставит самые общие ограничительные экологические рамки для экономического развития отраслей и секторов, практически не тормозя его. Данный тип экономического механизма направлен главным образом на компенсацию негативных экологических последствий и слабо влияет на темпы и масштабы развития. Именно такой механизм природопользования свойствен техногенному типу развития экономики. Он направлен главным образом на борьбу с негативными экологическими последствиями экономического развития, а не с причинами возникновения экологических деформаций. Такой компенсирующий пассивный механизм сейчас формируется в России. Второй тип — стимулирующий развитие экологосбалансированных и природоохранных производств и видов деятельности. Ведущее место в функционировании такого механизма природопользования играют рыночные инструменты. Он способствует увеличению производства на базе новых технологий, позволяет улучшить использование и охрану природных ресурсов. Примером такого механизма может стать создание благоприятной экономической среды для развития биологического (органического) сельского хозяйства. В теоретическом плане данный тип свойствен слабой устойчивости. Третий тип экономического механизма природопользования можно охарактеризовать как жесткий, «подавляющий». Этот механизм использует административные и рыночные инструменты и посредством жесткой правовой, налоговой, кредитной, штрафной политики практически подавляет развитие определенных отраслей и комплексов в области расширения их природного базиса, в целом способствуя экономии использования природных ресурсов. Этот тип механизма характерен для сильной устойчивости. В России в последнее время все сильнее развиваются экономические механизмы природопользования и охраны окружающей среды. Из существующих экономических методов управления: 1. Издавна существуют: меры материально-технического обеспечения; платность за пользование природными ресурсами; платежи за загрязнение окружающей среды; льготы по кредитованию и налогообложению. 2. Новые, связанные с рыночной экономикой и выходом на международный рынок: экологическое страхование; введение поощрительных цен на экологически чистую продукцию и снижение на экологически неблагоприятную; планирование и финансирование природоохранных мероприятий; установление лимитов использования природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ; установление нормативов платы и размеров платежей за использование природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ, размещение отходов; поддержка предпринимательской деятельности, осуществляемой в целях охраны окружающей среды; предоставление налоговых, кредитных и иных льгот при внедрении малоотходных и ресурсосберегающих технологий и нетрадиционных видов энергии, осуществление других эффективных мер по охране окружающей природной среды; возмещение вреда, причиненного окружающей природной среде и здоровью человека. Задача этих мер состоит в том, чтобы сделать охрану окружающей среды и рациональное природопользование составной частью производственно-коммерческой деятельности, чтобы предприниматель был в них заинтересован. Экономический механизм охраны природы имеет определенные инструменты воздействия на материальные интересы природопользователей: Лимитирование природопользования – плата за сверхлимитное использование природных ресурсов и загрязнения окружающей среды в несколько раз превышает плату за использование и загрязнение в пределах установленных нормативов. Платность природопользования – плата за использование практически всех природных ресурсов, за загрязнение окружающей среды, размещение в ней отходов и за другие виды воздействия. Внесение платы за использования и загрязнение не освобождает природопользователя от выполнения мероприятий по охране окружающей среды. Финансирование природоохранных мероприятий – предоставление денежных средств на природоохранные мероприятия. Источниками финансирования могут быть собственные средства, банковские кредиты, экологические фонды и другие источники. Создание экологических фондов является одним из новых экономических методов в природопользовании. Под фондами понимаются как учреждения, призванные оказывать какую-либо материальную помощь, так и сами денежные материальные средства, а также их источники. В экологические фонды поступают платежи всех предприятий за природопользование, а потом эти средства выдаются на проведение неотложных мероприятий. Предприятия могут делать взносы в фонды экологического страхования. Материальное стимулирование природоохранной деятельности – обеспечение выгодности для природопользователей природоохранной деятельности. Материальное стимулирование предполагает применение не только мер поощрения, но и наказания. Меры материального поощрения: установление налоговых льгот (сумма прибыли, с которой взимает налог, уменьшается на величину, полностью или частично соответствующую природоохранным затратам); освобождение от налогообложения экологических фондов и природоохранного имущества; применение поощрительных мер и надбавок на экологически чистую продукцию (овощи с пониженным содержанием нитратов, пестицидов, ядохимикатов и других вредных веществ могут стоить дороже, а значит, их выгоднее производить и продавать); применение льготного кредитования предприятий, эффективно осуществляющих природоохранную деятельность Меры материального наказания: введение специального добавочного налогообложения экологических вредной продукции, выпускаемой с применением экологически опасных технологий; штрафы за экологические правонарушения. Альтернативная энергетика как перспективный путь рационального природопользования. ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции. Но только очень небольшая часть этой энергии может быть практически использована. Наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах Африки, Южной Америки, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн. человек, в том числе 60 млн. в сельской местности. Сегодня для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию мы располагаем двумя возможностями: использовать солнечную энергию как источник тепла для выработки электроэнергии традиционными способами (например, с помощью турбогенераторов) или же непосредственно преобразовывать солнечную энергию в электрический ток в солнечных элементах. камнем преткновения солнечной электроэнергетики является низкий КПД кремниевых элементов. КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16%, у лучших образцов до 25%. В лабораторных же условиях уже достигнут КПД 40,7 %. Солнечная энергетика относится к наиболее материалоёмким видам производства энергии. Достоинства: - общедоступность и неисчерпаемость источника; -теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (лат. Albus - белый – характеристика отражательной способности поверхности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это маловероятно). Недостатки: - зависимость от погоды и времени суток; - как следствие, необходимость аккумуляции энергии; - большая площадь для развертывания установок. ЭНЕРГИЯ ВЕТРА ветроэнергетика активно развивается – 24 % в год. Сейчас это наиболее быстро растущий сектор энергетической промышленности в мире. Мировыми лидерами по применению энергии ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия. Например, в Дании 13% электроэнергии уже сейчас вырабатывается с помощью возобновляемых источников. Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат. Ветроагрегаты близко друг к другу ставить нельзя, так как они могут создавать взаимные помехи в работе, "отнимая ветер" один от другого. Минимальное расстояние между ветряками должно быть не менее их утроенной высоты. Работающие ветродвигатели создают значительный шум, и что особенно плохо — генерируют неслышимые ухом, но вредно действующие на людей инфразвуковые колебания с частотами ниже 16 Гц. Кроме этого, ветряки распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни, а при большом их скоплении могут существенно исказить естественное движение воздушных потоков. Существует предложение о размещении систем ветряков в открытом море. Помимо сложности и дороговизны подобных проектов, их реализация создала бы серьезные помехи судоходству, рыболовству, а также оказало бы все те же вредные экологические воздействия, о которых говорилось ранее. Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Энергия морских течений. Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду (подобно ветряным мельницам, «погруженным» в атмосферу). Станции, генерирующие электроэнергию из подводных течений, по принципу работы схожи с ветровыми электростанциями, с одной лишь разницей, что лопасти генератора находятся под водой. Такие электростанции также дороги в строительстве и обслуживании. Не обходится без недостатков, таких как, например, негативные последствия для обитателей океана – строительство большого количества таких станций неминуемо повлияет на сами течения, в частности, смешение нижних и верхних слоев вод. Энергия приливов и отливов. Для использования приливной энергии наиболее подходящими можно считать такие места на морском побережье, где приливы имеют большую амплитуду, а контур и рельеф берега позволяют устроить большие замкнутые «бассейны». Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Для этого сооружаются плотины, образуется водоем - бассейн приливной электростанции и при достаточной высоте прилива создается напор. Сила падения воды, проходящей через гидротурбины, вращает их и приводит в движение генераторы электрического тока. Преимуществами ПЭС является сравнительная экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — во-первых, высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов. Во-вторых, недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки.. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым — условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. Энергия волн. В настоящее время в ряде стран, и в первую очередь в Англии, ведутся интенсивные работы по использованию энергии морских волн. Британские острова имеют очень длинную береговую линию, во многих местах море остается бурным в течение длительного времени. По оценкам ученых, за счет энергии морских волн в английских территориальных водах можно было бы получить мощность до 120 ГВт, что вдвое превышает мощность всех электростанций, принадлежащих Британскому Центральному электроэнергетическому управлению. Один из проектов использования морских волн основан на принципе колеблющегося водяного столба. В гигантских «коробах» без дна и с отверстиями вверху под влиянием волн уровень воды то поднимается, то опускается. Столб воды в коробе действует наподобие поршня: засасывает воздух и нагнетает его в лопатки турбин. Главную трудность здесь составляет согласование инерции рабочих колес турбин с количеством воздуха в коробах, так чтобы за счет инерции сохранялась постоянной скорость вращения турбинных валов в широком диапазоне условий на поверхности моря. Тепловая энергия океана. За последние десятилетия достигнуты определенные успехи в использовании тепловой энергии океана. Были созданы установки мини-ОТЕС и ОТЕС-1 (ОТЕС – начальные буквы английских слов Осеаn Тhеrmal Energy Conversion, т.e. преобразование тепловой энергии океана. Пробная эксплуатация установки мини-ОТЕС в течение трех с половиной месяцев показала ее достаточную надежность. При непрерывной круглосуточной работе не было срывов, не считая мелких технических неполадок, обычно возникающих при испытаниях любых новых установок. Полная мощность установки составляла в среднем 48,7 кВт, максимальная –53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка отдавала на зарядку аккумуляторов. Остальная вырабатываемая мощность расходовалась на собственные нужды установки. В их число входят затраты анергии на работу трех насосов, потери в двух теплообменниках, турбине и в генераторе электрической энергии. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый тип – это подземные бассейны естественных теплоносителей – горячей воды (гидротермальные источники), или пара (паротермальные источники), или пароводяной смеси, откуда воду или пар можно добыть с помощью обычных буровых скважин. Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении. Второй тип – это тепло горячих горных пород. Закачивая в такие горизонты воду, можно также получить пар или перегретую воду для дальнейшего использования в энергетических целях. Перспективными источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты, в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. На 2006 г. в России разведано 56 месторождений термальных вод. Геотермальная энергия имеет четыре выгодные отличительные черты. 1 - её запасы практически неисчерпаемы. 2 - геотермальная энергия довольно широко распространена. Концентрация её связана в основном с поясами активной сейсмической и вулканической деятельности, которые занимают 1/10 площади Земли. 3 - использование геотермальной энергии не требует больших издержек, т.к. в данном случае речь идет об уже «готовых к употреблению», созданных самой природой источниках энергии. 4 - геотермальная энергия в экологическом отношении совершенно безвредна и не загрязняет окружающую среду. Недостатками же ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы и необходимость ее обратной закачки в подземные «хранилища». ЭНЕРГИЯ БИОМАССЫ Понятие «биомасса» относят к веществам растительного или животного происхождения, а также отходам, получаемым в результате их переработки. Одно из наиболее перспективных направлений энергетического использования биомассы – производство из неё биогаза, состоящего на 50-80% из метана и на 20-50% из углекислоты. Его теплотворная способность – 5-6 тыс. ккал/м3 . Биогаз можно конвертировать в тепловую и электрическую энергию, использовать в двигателях внутреннего сгорания для получения синтез-газа и искусственного бензина. Производство биогаза из органических отходов дает возможность решать одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую (получение удобрений типа нитрофоски) и экологическую. Установки по производству биогаза размещают, как правило, в районе крупных городов, центров переработки сельскохозяйственного сырья. Одним из наиболее необычных видов использования отходов человеческой деятельности является получение электроэнергии из мусора. Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55 % которого приходится на метан, а 45-50% - на углекислый газ и около одного процента - на другие соединения. По подсчетам специалистов, газа на свалках хватит для работы небольших станций на 30-50 лет. Малоотходное и безотходные производство: основные положения и принципы. Ресурсосберегающие технологии. Нанотехнологии. Биотехнологии. Безотходное производство – способ производства продукции (в рамках процесса, предприятия, производственного комплекса – ТПК), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле "сырьевые ресурсы – производство – вторичные сырьевые ресурсы", т.е. таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. В качестве промежуточного этапа рассматривается малоотходное производство, под которым понимается такой способ производства (в тех же рамках), при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение. Рассматривая концепцию безотходного производства, необходимо обратить внимание на три основных положения: Необходимость использования сырьевых ресурсов в цикле, включающем и сферу потребления, означает, что замкнутый цикл может быть реализован только на уровне ТПК. В этой концепции заложены принцип кооперации производства и региональный подход. Безотходное производство – это замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами. Его основу составляет сознательно организованный человеком круговорот сырья, продукции и отходов. Обязательно включение в производство всех компонентов сырья. Должно быть обеспечено максимально возможное использование потенциала энергетических ресурсов, естественно, ограниченное вторым законом термодинамики. На полное использование энергии безотходное производство и не претендует, речь идет только о максимально возможном рациональном ее использовании. Термин "безотходное производство" точнее относить к территориально-производственным комплексам, а прогрессивные экологически чистые технологии называть малоотходными и ресурсосберегающими. Необходимо сохранение нормального функционирования окружающей среды, сложившегося экологического равновесия. Безотходное производство не должно оказывать неблагоприятного воздействия в первую очередь на здоровье человека. Критериями качества окружающей среды в настоящее время являются ПДК или рассчитанные на их основе ПДВ и ПДС. Создание безотходного производства – длительный процесс, требующий решения ряда взаимосвязанных технологических, экономических, организационных, психологических и др. задач, которое должно базироваться на определенных принципах, указанных ниже применительно к разным сферам. Необходимо исследовать и проработать следующие технические процессы: Технологические процессы: разработка новых процессов, снижающих или практически исключающих образование отходов и отрицательное воздействие на окружающую среду; комплексное использование всех компонентов сырья и максимально возможное использование потенциальных энергоресурсов; геотехнологические методы разработки месторождений полезных ископаемых; безводные методы обогащения и переработки месторождений; замена химических процессов с использованием агрессивных сред на механические; замена, при возможности, первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными: разработка и внедрение перспективных высокоэффективных методов очистки промышленных выбросов и сточных вод; создание энерготехнологических процессов; разработка и внедрение непрерывных процессов; интенсификация и автоматизация процессов. Сырье, материалы и энергоресурсы: обоснованность их качества, использование для технологических нужд сырья и материалов не более высокого (например, питьевой воды) , а строго определенного качества; предварительная подготовка сырья и топлива, извлечение наиболее токсичных компонентов (например, серы из угля); замена высокотоксичных веществ (например, ртути, кадмия, свинца и др.) менее токсичными; замена, при возможности, сырья и энергоресурсов нетрадиционными, местными, попутно добываемыми и перерабатываемыми. Аппаратное оформление: разработка принципиально новых аппаратов, совмещающих в себе ряд процессов; оптимизация размеров и производительности; герметизация; использование новых конструктивных материалов, позволяющих увеличить долговечность аппаратов, уменьшить их массу и т.п. Готовая продукция: безвредность; длительность использования; обеспечение возможности рециклизации после физического или морального износа; быстрая биоразлагаемость при попадании в окружающую среду (например, широко распространенной тары, упаковочных материалов); удобство эксплуатации. Организация безотходного производства: принцип системности (ключевой); цикличность потоков веществ и материалов; возможность комбинирования производства на основе комплексного использования сырья и энергоресурсов; возможность кооперации производств на основе переработки и утилизации отходов; обоснованность района и площадки строительства с учетом фонового загрязнения окружающей среды, перспектив развития данного производства и других видов хозяйственной деятельности в регионе; создание территориально-производственного комплекса; рациональная организация производства; создание региональных центров (или систем) по обезвреживанию и переработке отходов, прежде всего токсичных. При организации современного производства необходимо наряду с обеспечением цикличности в использовании природных ресурсов особое внимание уделить снижению количества отходов, особенно токсичных, образующихся в ходе производственных процессов. Создание замкнутых технологических систем проще всего проанализировать на примере бессточных систем водообеспечения. Оптимальный вариант замкнутой системы водоснабжения должен быть основан на следующих принципах: на предприятиях должна быть создана единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод как подготовку их для повторного использования; свежая вода должна использоваться только для особых целей и восполнения потерь в системах; очистка должна сводится к регенерации отработанных технологических растворов и воды с целью их повторного использования в производстве; при этом необходимо создание локальных замкнутых систем технического водоснабжения (они служат основными звеньями замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий); методы, применяемые для регенерации технологических растворов и воды, должны обеспечивать одновременное извлечение ценных компонентов и доведение образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья. Экологически замкнутый комплекс – не вспомогательная, а как основная завершающая операция производства товарного продукта. Необходимо отметить, что экологически замкнутые ТПК лучше создавать на стадии проектирования. Системный подход к их созданию с полной утилизацией отходов – одно из наиболее конструктивных направлений в решении экологических проблем. Основой для создания экологически замкнутых комплексов служит анализ энерго- и массообмена существующего или проектируемого промышленного комплекса с окружающей средой в рамках определенной территории. Большие перспективы в области охраны окружающей среды и рационального использования имеют достижения биотехнологии. Биотехнология – методы и приемы получения полезных для человека продуктов, явлений, и эффектов с помощью живых организмов (в первую очередь микроорганизмов).Достижения биотехнологии позволяют разрабатывать и создавать микробные препараты для регулирования круговорота веществ в экосистемах, что позволяет решить ряд вопросов: биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических загрязняющих веществ; утилизация твердой фазы сточнчных вод и твердых бытовых отходов путем их сбраживания; микробное восстановление почв, загрязненных, в первую очередь, органическими веществами; использование микроорганизмов для нейтрализации тяжелых металлов в осадках сточных вод и загрязненных почвах; компостирование (биологическое окисление) отходов растительности (опад листьев); создание биологически активного сорбирующего материала для отчистки загрязненного воздуха. |