Промышленная экология

    Зарубежный учебник





                ПРОМЫШЛЕННАЯ
                ЭКОЛОГИЯ





Т.Е. Гридэл

Б.Р. Алленби

Серия «Зарубежный учебник»





    ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Industrial Ecology

Second Edition

T. E. Graedel
Professorof Industrial Ecology
Yale University

B. R. Allenby
Research Vice President, Technology and Environment AT&T






Pearson Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey

Т.Е. Гридэл, Б.Р.Алленби




            ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ


Перевод с английского под редакцией профессора Э.В. Гирусова





Рекомендовано Учебно-методическим центром «Профессиональный учебник» в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по естественно-научным специальностям (010000) и специальности «Экономика и управление на предприятиях» (060800)









ю н и т и UNITY

                         Москва • 2017

УДК [502.1+628.5](075.8)
ББК 20.1я73
     Г83
Перевод с английского С.Э. Шмелева

Главный редактор издательства доктор экономических наук Н.Д. Эриашвили



      Гридэл Т.Е., Алленби Б.Р.
Г83 Промышленная экология: Учеб, пособие для вузов /Пер. с англ. под ред. проф. Э.В. Гирусова. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2017. — 527 с. — (Серия «Зарубежный учебник»).

         ISBN 0-13-046713-8 (англ.)
         ISBN 5-238-00620-9 (русск.)

         Промышленная экология — это современный подход к анализу взаимодействий экономики и окружающей среды. Это сочетание технологии и общества, которое имеет много граней и много смыслов. Промышленный эколог должен понимать корпоративные и социальные взаимодействия, взаимодействия промышленной деятельности с окружающей средой. Только тогда появляется логическая структура, в которую вписываются цели и методы. Учебник включает разделы: «Введение в проблему», «Физические, биологические и общественные основы», «Проектирование с учетом требований окружающей среды», «Корпоративная промышленная экология» и «Промышленная экология системного уровня». В конце глав приведены упражнения для самостоятельной проработки.
         Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по естественнонаучным специальностям и специальности «Экономика и управление на предприятиях», а также для руководителей и специалистов предприятий и организаций.
ББК 20.1я73

ISBN 0-13-046713-8 (англ.) Authorized translation from the English language ISBN 5-238-00620-9 (русск.) edition, entitled INDUSTRIAL ECOLOGY, 2nd Edition by GRAEDEL, THOMAS E.; ALLENBY, BRADEN R., published by Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, Copyright © 2003, 1995 by AT&T.
All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc.
RUSSIAN language edition published by UNITY-DANA Publisher, Copyright © 2004 Официальный перевод с английского языка книги INDUSTRIAL ECOLOGY, 2-е изд., авторов Т.Е. Гридэл, Б.Р. Алленби, с разрешения Pearson Education, Inc., осуществляющей издания под именем Prentice Hall, © 2003, 1995 AT&T Все права защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части в любой форме и любыми средствами запрещается без разрешения Pearson Education, Inc.
© ИЗДАТЕЛЬСТВО ЮНИТИ-ДАНА, перевод, оформление, 2004

Предисловие научного редактора перевода

Когда в конце 60-х годов прошлого столетия социальная экология формировалась как самостоятельная глобальная область знания, никто и не подозревал, что через какие-нибудь неполные 40 лет она станет одной из самых универсальных, нужных и перспективных во всей совокупности современных наук.
   Любая сфера человеческой жизни теперь получает экологическое измерение. Настало время выстроить новый тип отношений с окружающей нас природной средой: с потребительского и эксплуататорского предстоит перейти на паритетный и партнерский тип отношений, а это очень трудно, поскольку для этого нужно перешагнуть через самих себя, отказаться от многих расточительных привычек, перейти на разумно достаточный уровень материального потребления при расширенном в то же время росте духовных потребностей и всемерном развитии в этой сфере. Готовы ли мы к таким новациям? Что нам больше всего мешает сделать такой выбор?
   Вероятно, больше всего мешает не инерция привычек и консерватизм человеческой натуры, а давно сложившаяся установка на понимание прогресса общества как непременного роста всего и вся, и прежде всего потребительской сферы материальных благ.
   Потребление ресурсов давно уже вышло за пределы возможностей окружающей нас природы, возможности же утилизировать непрерывно растущие потоки отходов крайне ограниченны.
   Количество отходов не просто растет; они становятся все более качественно не совместимыми с природными процессами: эти процессы не способны разложить и усвоить многие материалы, совершенно чуждые природным деструкторам — в основном микроорганизмам.
   Человек должен думать об этом заранее, закладывая в будущие отходы производственной и потребительской деятельности такие свойства, которые позволят природе достаточно хорошо справляться с ними и не отравят биосферу веществами и процессами, опасными для живых организмов. Биосферному подходу в техногенной деятельности учит эта книга.
   Поражает дотошность и скрупулезность авторов, вникающих во все тонкости современного производства в стремлении привести его в соответствие с биосферными требованиями.
   Когда вслед за ними просматриваешь все звенья сложной технологической цепочки производства какого-нибудь самого обычного продукта, невольно поражаешься, как много изменений в производственный процесс можно внести еще на проектной фазе, чтобы производство стало более безвредным для окружающей среды, а будущие отходы либо не образовывались, либо были более безвредны для жизни, либо

VI

переставали быть отходами, становясь исходными материалами для других процессов.
    Новизна экологической ситуации в том, что пределы природы, окружающей нас, уже давно позади, а мы оказались неподготовлены к должному восприятию этого. До осознания приоритета биосферного подхода еще очень далеко, но ведь никто не может с необходимой точностью сказать, с какого момента соблюдать этот подход станет слишком поздно.
    Авторы этой книги ненавязчиво и очень убедительно, с хорошим знанием дела показывают, как можно, используя современные достижения науки и техники, варьировать материалами, технологией, звеньями технологических цепей, чтобы сделать современное производство и потребление максимально безопасными для окружающей среды и, в

конечном счете, для нас самих.                                   
Книга будет чрезвычайно полезной     не только для специалистов  
сферы материального производства, но и для всех тех, кто думает и

заботится о поддержании среды жизни в здоровом и благополучном для нас состоянии.

Профессор Э. Гирусов

Оглавление

Предисловие                                                       1

Часть I Введение в проблему                                       5

Глава 1 Человечество и окружающая среда                           6
      1.1 Трагедия пастбищ                                        6
      1.2О  сновноеуравнение                                     11
      1.3 Главные цели                                           15
         1.3.1 Связь главных целей с экологической наукой        17
         1.3.2 Целенаправленные действия технологических обществ 21
         1.3.3Д           ействия индустриализованного общества        22
      1.4 Обращаясь к проблеме                                   25

Глава 2 Концепция промышленной экологии                          28
      2.1 От сиюминутного мышления к перспективному              28
      2.2 Связь промышленной деятельности с экологическими и социальными науками                                32
      2.3 Ключевые вопросы промышленной экологии                 34
      2.4 Резюме                                                 35

Глава 3   Технологические перемены
          и изменяющийся риск                                    39
      3.1 Исторические закономерности технологической эволюции   39
      3.2 Подходы к риску                                        45
      3.3 Оценка риска                                           50
      3.4 Сообщение о наличии риска                              53
      3.5 Управление риском                                      54

Часть II Физические, биологические и общественные основы                                            59

Глава 4   Отношение биоэкологии       к технологии               60
      4.1 Рассматривая аналогию                                  60
      4.2 Биологические и промышленные организмы                 61
      4.3 Пищевые цепи: сети переноса питательных веществ и энергии 66
      4.4 Экология популяций                                     73
      4.5 Классификация отдельных связей                         76
      4.6 Польза экологического подхода                          80
Глава 5   Статус ресурсов                                        83
      5.1 Введение                                               83
      5.2 Время исчерпания и ограниченные ресурсы                83
      5.3 Сопутствующие ресурсы (вкрапления в основную породу)   86
      5.4 Энергоресурсы                                          88

VIII

         5.4.1 Обмен энергии на минеральное сырье                 88
         5.4.2 Источники энергии                                  89
         5.4.3 Статус энергетическихресурсов                      89
      5.5 Энергетически ограниченные ресурсы                      91
      5.6 Географическая обусловленность доступности ресурсов     93
      5.7 Экологически ограниченные ресурсы                       94
      5.8 Кривые кумулятивного предложения                        96
      5.9 Водные ресурсы                                          98
      5.10 Резюме                                                 99

Глава 6 Общество и культура                                      102
      6.1 Общество, культура и промышленная экология            102
      6.2 . Культурные конструкции и временные шкалы             104
      6.3 Частная фирма в социальном контексте                  107
      6.4 Охрана окружающей среды, технология и общество         108

Глава 7 Правительства, законы и экономические системы                                                       115
      7.1 Национальные правительственные структуры и действия    115
      7.2 Вопросы международного управления                      120
      7.3 Промышленная экология и правовая система               122
         7.3.1 Фундаментальные правовые вопросы                  123
         7.3.2 Юридические примеры, относящиеся к промышленной экологии                               127
      7.4 Экономика и промышленная экология                      130
         7.4.1 Оценка                                            130
         7.4.2 Ставки дисконта                                   132
         7.4.3 Анализ выгод-затрат                               133
         7.4.4 Зеленыйрасчет                                     134
         7.4.5 Заменяемость в противоположность дополнениям      136
         7.4.6 Экстерналии                                       136
      7.5 Финансы, капитал и инвестиции                          137

Часть III Проектирование с учетом требований окружающей среды 143

Глава 8 Проектирование и разработка промышленных продуктов                                           144
      8.1 Проблема проектирования продуктов                      144
      8.2 Концептуальные инструменты для конструкторов продуктов 146
         8.2.1 Матрица выбора Пью                                146
         8.2.2 Домкачества                                       147
      8.3 Проектирование учетом X                                150
      8.4 Команды конструкторов                                  154
      8.5 Процесс реализации продукта                            156

IX

Глава 9 Производственный процесс: проектирование и эксплуатация                                              161
      9.1  Проблема проектирования продуктов                      161
      9.2  Предотвращение загрязнения                             162
      9.3  Проблема доступности воды                              167
      9.4  Жизненный цикл процесса                                169
         9.4.1 Обеспечениересурсами                               170
         9.4.2 Реализацияпроцесса                                 170
         9.4.3 Первичные операции                                 170
         9.4.4 Дополнительные операции                            171
         9.4.5 Ремонт,рециклирование иразмещение                  172
      9.5  Подход к анализу процесса                              173
         9.5.1 Процесссампосебе                                   173
         9.5.2 Оборудование для процесса                          175
         9.5.3 Дополнительные процессы                            175
      9.6  Руководящие принципы проектирования и реализации процесса 176
      9.7  Последствия для корпораций                             177

Глава 10 Выбор материалов                                         179
      10.1 Вопросы выбора материалов                              179
      10.2 Материалы и опасность для окружающей среды             180
      10.3 Источники и основные направления использования материалов 183
         10.3.1 Абсолютное изобилие                               183
         10.3.2 Воздействие добычи и переработкиресурсов          185
         10.3.3 Доступность и пригодность рециклированных материалов 188
      10.4 Замена материалов                                      190
      10.5 Многопараметрический выбор материалов                  193
      10.6 Количество материала                                   200
      10.7 Руководство по выбору материалов                       202

Глава 11 Проектирование в целях повышения энергоэффективности                                               204
      11.1 Энергия и промышленность                               204
      11.2 Отрасли первичной переработки                          206
      11.3 Отрасли промежуточной обработки                        209
      11.4 Анализируя использование энергии                       209
      11.5 Общие подходы к минимизации использования энергии      214
         11.5.1 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха 214
         11.5.2 Освещение                                         214
         11.5.3 Производство энергии на местах                    215
         11.5.4 Энергосберегающее ведение хозяйства               218
      11.6 Резюме                                                 219

Глава 12 Доставка продуктов                                       221
      12.1 Введение                                               221
      12.2 Общие проблемы упаковки                                222
      12.3 Проблемы твердых отходов                               225