Введение

Изучение потоков материи и энергии в промышленных системах

Промышленная экология (IE) – это изучение потоков материалов и энергии в промышленных системах. Глобальную промышленную экономику можно смоделировать как сеть промышленных процессов, которые извлекают ресурсы из Земли и преобразуют их в побочные продукты, продукцию и услуги, которые могут быть куплены и проданы для удовлетворения потребностей человечества. Промышленная экология стремится количественно оценить материальные потоки и документировать промышленные процессы, обеспечивающие функционирование современного общества. Специалисты в области промышленной экологии часто обеспокоены воздействием промышленной деятельности на окружающую среду, использованием планетарных запасов природных ресурсов и проблемами утилизации отходов. Промышленная экология – это молодая, но быстро развивающаяся междисциплинарная область исследований, объединяющая аспекты инженерии, экономики, социологии, токсикологии и естественных наук. Промышленная экология определяется как "системно-ориентированный, междисциплинарный подход, стремящийся понять эмерджентное поведение сложных интегрированных человеко-природных систем". Название происходит из идеи, что аналогия с природными системами должна использоваться как вспомогательное средство для понимания того, как проектировать устойчивые промышленные системы. Видение Фроша и Галлопулоса заключалось в следующем: "Почему бы нашей промышленной системе не вести себя как экосистема, где отходы одного вида могут быть ресурсом для другого? Почему бы продукция одной отрасли не становилась сырьем для другой, тем самым сокращая потребление первичных материалов, загрязнение и затраты на переработку отходов?". Примером является использование биотоплива второго поколения, например, преобразование жиров или кулинарных масел в биодизель для заправки транспортных средств. Национальный центр экологически чистого производства (NCPC) в Южной Африке был создан для повышения эффективности использования материалов в промышленности региона. Результаты применения устойчивых методов будут включать снижение затрат на энергию и улучшение управления отходами. Программа оценивает существующие предприятия для внедрения изменений. Повторное использование непитьевой воды на месте.

Биоразлагаемый пластик, созданный из полимеризованных куриных перьев, которые на 90% состоят из кератина и составляют более 6 миллионов тонн отходов ежегодно в ЕС и США. Как сельскохозяйственные отходы, куриные перья перерабатываются в одноразовые пластиковые изделия, которые затем легко биоразлагаются в почве. Компания Toyota Motor Company направляет часть выбросов парниковых газов обратно в свою систему в виде рекуперированной тепловой энергии. Anheuser Busch подписала меморандум о взаимопонимании с биохимической компанией Blue Marble для использования отходов пивоварения в качестве основы для своей "зеленой" продукции. Увеличение нефтеотдачи на месторождении Петра Нова. Повторное использование пробки от винных бутылок для изготовления подошв обуви, напольной плитки, строительной изоляции, автомобильных прокладок, материалов для рукоделия и улучшителей почвы. Здание Darling Quarter Commonwealth Bank Place North в Сиднее, Австралия, перерабатывает и повторно использует свои сточные воды. Растительная пластиковая упаковка, которая на 100% подлежит переработке и является экологически чистой. Пищевые отходы можно использовать для компостирования, которое затем может быть использовано в качестве натурального удобрения для будущего производства продуктов питания. Кроме того, пищевые отходы, не подвергшиеся загрязнению, могут быть использованы для питания людей, испытывающих продовольственную незащищенность. Геотермальная электростанция Hellisheiði использует грунтовые воды для производства электроэнергии и горячей воды для города Рейкьявик. Их углеродные побочные продукты затем закачиваются обратно в Землю и кальцифицируются, обеспечивая станции нулевой чистый выброс углерода.

Будущие направления

Экосистемная метафора, популяризированная Фрошем и Галлопулосом, для промышленной экологии может означать переход от более механистического взгляда на системы к такому, где устойчивость рассматривается как эмерджентное свойство сложной системы. Онсанский индустриальный парк – это программа изучения конкретных случаев, призванная служить примером политики и практики, актуальной для реализации модели «зелёного» роста. Потенциальные преимущества модели EIP демонстрируются в Республике Корея, где более 1000 предприятий из широкого спектра отраслей промышленности размещаются в индустриальных парках Ульсан Мипо и Онсан в Южной Корее. Этот парк является промышленной столицей Южной Кореи, поскольку здесь создано более 100 000 рабочих мест. Распространенной практикой в системах управления водными отходами является использование оставшегося «осадка» в качестве удобрения. Сточные воды содержат большое количество фосфора и азота, которые являются ценными химическими веществами для использования в удобрениях. Gjenge Makers Ltd – ещё один пример промышленной экологии. Компания перерабатывает отходы пластика в строительные кирпичи. Gjenge Makers получает остатки пластиковых отходов от упаковочных фабрик и перерабатывающих предприятий и продаёт тротуарную плитку.