8.6. Технология замкнутого типа - Реинжиниринг окружающей среды - Сусуму Сато, Хиромицу Кумамото

     8.6.1. Разрушение "мыльных пузырей"

     Как  описано в главе 5, современная  цивилизация  основана на фетишизме

науки  и  технологии и на  деньгах,  выступающих  как  двуликий Янус.  Ранее

считалось,  что  экономика развивается в следующем хронологическом  порядке:

первая  ступень  - сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство,  вторая  -

промышленность, третья  -  торговля, распределение  и  сфера обсушивания,  и

четвертая - банковское дело, страхование, недвижимость.

     _По   существу,  ведущие  государства,   такие   как   США,   Япония  и

западноевропейские страны. Прошли  именно этот путь развития. В результате в

США  и Японии персонал  управления доминирует  над  техническим  персоналом.

Быстро  развиваются  супермаркеты  и другие  дистрибьюторские  компании.  До

недавних пор фиктивные компании, работающие в области  недвижимости, акций и

ценных бумаг, зарабатывали огромное  количество  денег. Нью-Йорк,  Лондон  и

Токио  играли   ведущую  роль  в  этом  бизнесе,  обрабатывая  разнообразную

денежно-кредитную информацию. Таким образом, деньги рождали деньги, раздувая

"мыльную" экономику. Однако изнутри этот пузырь пуст. Даже если бы на основе

научных  расчетов  были изобретены новые  денежно-кредитные  товары,  то все

равно "мыльная" экономика являлась  бы  фальшивой монетой. Эти пузыри должны

были лопнуть. И действительно, внезапный крах произошел в 1992 году.

     _Лопнувший  пузырь  означает, что закон развития  экономики  от  первой

ступени  до  четвертой  был  фактически надуманным.  Человечеству  нужны  не

выдумки, а еда,  одежда и жилье. Люди должны осознать необходимость возврата

назад, к первичному производству.

     _Громадное население Земли, составляющее 5,5 миллиарда, должно осознать

важность первичного производства. Это  сознание является  ключевым моментом,

поскольку  в южных областях пустыни Сахара большинство  населения умирает от

голода, подобная ситуация наблюдает в республиках бывшего Советского Союза.

     8.6.2. Полная рециркуляция

     Рециркуляция  основана на  утилизации  и  повторном использовании.  Для

первой  ступени   ошибочно   применялись  производственные  принципы  второй

ступени.  В результате  производство первой ступени  разительно  изменилось,

формируя  системы,  неспособные  к  рециркуляции.  Эта  ошибка  должна  быть

исправлена,  о  чем  подробнее  будет  рассказано  ниже.  В  данном  разделе

рассматривается  вопрос  о том,  как современные  наука  и технология  могут

изменить  свои  формы, для  создания  новых систем и  новой культуры,  когда

механизмы  рециркуляции  (более  исчерпывающие,  чем  существующие  немецкие

технологии) будут внедрены в современное общество.

     8.6.3. Естественный отбор с помощью "экологического налога"

     Стоимость   утилизации   образует    основную   часть   "экологической"

составляющей стоимости изделия.  Поэтому,  если изделие трудно  использовать

повторно, оно  должно  исчезнуть из товарного  оборота  путем  естественного

отбора.  Рассмотрим,  например,  композиционный  материал  для  производства

демпферов  для  снижения  уровня вибрации  и шума. Этот материал состоит  из

пластмассы  и  резины  для  поглощения  вибраций  и  тяжелых  металлов   для

поглощения шума. Эти компоненты так сильно склеены между собой, что разборка

демпфера  чрезвычайно  трудна.   Если  эти  композиционные  материалы  будут

полностью  исключены, то  у нас  не  будет другого способа  снизить  уровень

вибрации  и шума;  значит,  следует спроектировать и изготовить  демпфер  из

композиционных материалов, которые впоследствии можно легко разделить.

     _Разнообразные композиционные материалы используются  при  производстве

автомобилей. Они тоже должны быть разработаны и изготовлены так, чтобы  быть

легко разделяемыми. В противном случае популярные в настоящее время японские

машины  будут  вытеснены  с  рынков  США  и  западноевропейских  стран,  где

утилизация  является  необходимым  фактором;  стоимость  японских машин  без

утилизируемых деталей возрастет втрое именно за счет стоимости утилизации.

     _Бытовые  электрические  приборы  не  являются  исключением.   Стальная

моечная камеры, заменяющая пластмассовую, - это начало утилизации стиральной

машины. Каждое устройство  должно быть разработано и изготовлено  так, чтобы

оно   легко  разбиралось,   облегчая,  таким   образом,  утилизацию  каждого

компонента.

     8.6.4. Теория проектирования изделий

     Теория  проектирования  изделий  -  новая область  науки и  технологии.

Включающая  рассмотрение   возможности   применения  технологий   повторного

использования на стадии  проектирования. Активное развитие этого вида теории

проектирования облегчает переход от цивилизации однонаправленного типа науки

и технологии к типу повторного использования.

     _Конечно,  рециркуляция   не  ограничивается  автомобилями  и  бытовыми

приборами.  Основные принципы рециркуляции  должны быть применимы  к каждому

изделию, относящемуся  к  продуктам питания, одежде и  жилью.  Одежда должна

классифицироваться по соответствующим типам для повторного использования.

     _Следует  избегать  образования чрезмерного количества пищевых отходов;

бытовые отходы и экскременты животных должны использоваться для производства

топливного  газа  и  органических  удобрений   путем  брожения  в  небольших

эффективных  установках  обработки сточных вод,  которые  имеются  только  у

десятков или сотен семейств. Вода, остающаяся после  обработки  сточных вод,

может использоваться для слива в туалете. Сточные воды могут  обрабатываться

для производства  удобрений. Некоторые побочные  продукты, такие  как метан,

могут использоваться  в качестве топлива для приготовления  пищи и  обогрева

помещения. Большое количество  небольших  очистных  установок,  используемых

таким образом, работает по принципу замкнутого цикла.

     _Большинство крупных  центральных сооружений обработки сточных вод не в

состоянии  полностью  очистить  всю  загрязненную  воду.   Сточные  воды  не

разделяются от дождевых потоков,  поэтому во время сильного  дождя установка

не  справляется  с  большим  количеством  сточных  вод.  Таким  образом,  не

полностью очищенные канализационные стоки попадают  к  реки и моря. Конечно,

рыбы, морские животные  и водоросли поедают некоторые загрязняющие вещества.

Однако,  когда количество  загрязняющих  веществ слишком  велико, начинается

загрязнение водоема. Кроме того, загрязняющие вещества просто  выбрасываются

или закапываются  в землю либо сжигаются, вместо того  чтобы использовать их

как удобрения.  Различные  побочные продукты вроде  метана  выбрасываются  в

атмосферу,  что  приводит  к  загрязнению  воздуха и глобальному  потеплению

климата. Следовательно, центральные крупные сооружения обработки сточных вод

нуждаются в системах замкнутого цикла.

     _Рециркуляция  применима  также  и при реконструкции зданий,  при  этом

рекомендуется  максимально  использовать  материалы,  подлежащие  вторичному

использованию. Проект небоскреба высотой  1000 метров должен быть выполнен с

использованием технологий повторного использования материалов.

     _Развитие теории проектирования изделий  найдет практическое применение

и  в случаях  разделения композиционных  материалов, и отделения  крышек  от

алюминиевых консервных  банок.  Полная  рециркуляция создает множество новых

технологий.

     8.6.5. Использование возвратной тары без применения High-Tech

     Как описано  в  разделе  8.3.5.  бутылки,  которые  можно  использовать

повторно, гораздо удобнее алюминиевых консервных банок. Одноразовые банки не

предназначены для переработки, их производство нужно прекратить. Переработка

становится  затруднительно, когда  бытовые  приборы и  автомашины  усложнены

избыточными дополнительными функциями и сложными деталями. Такие конструкции

должны  быть упрощены. Многофункциональные  устройства  производятся с целью

привлечения большего  количества  покупателей,  однако эти устройства трудно

ремонтировать  даже специалистам. В результате снижается  срок  службы  этих

изделий,  увеличивается объем промышленных отходов. Эта  проблема может быть

решена путем включения в стоимость изделия "экологической" составляющей.

     8.6.6. Цивилизация "замкнутого цикла"

     Общество,  живущее  по  принципам  рециркуляции, является  цивилизацией

"замкнутого цикла". Прототип такой цивилизации мы можем найти в традиционном

сельском хозяйстве. При  органическом ведении хозяйства отходы  человеческой

жизнедеятельности и животных смешивают с соломой для  получения органических

удобрений,  которые,  в свою  очередь,  рассеивают  на  сельскохозяйственных

полях.  Огромное  множество  микроорганизмов  почвы  поедают  эти удобрения,

перерабатывают  их в  азот  и  фосфат  кальция,  которые  затем  поглощаются

растениями  для своего  роста.  Кроме  того,  микроорганизмы и  органические

удобрения   способствуют   образованию   мелких  частиц   в  почве,  которые

предотвращают вымывание постепенно накапливаемых азота и фосфата кальция.

     8.6.7. Крах индустриального сельского хозяйства

     Индустриальное    сельское    хозяйство,   основанное   на   чрезмерном

использовании  синтетических  удобрений  и  сельскохозяйственных  химикатов,

испытывает  недостаток в  перерабатывающих технологиях. Сельскохозяйственные

химикаты  уничтожают  насекомых  и   микроорганизмы,  которые  наносят  вред

растениям.  Однако это  организмы  очень  быстро  привыкают к  химикатам,  а

большее  количество  распыляемых  химикатов  приводит  к  выработке  большей

устойчивости  к  ним.  Разрабатываются   новые  виды  химикатов,  и  история

повторяется.  В   качестве   другого  решения  этой   проблемы   применяются

биотехнологии для создания у растений  генов, более устойчивых к воздействию

насекомых и микроорганизмов. Но эти попытки  неудачны,  поскольку новые виды

не  могут быть созданы  на  уровне  ДНК. Таким  образом,  технологии слияния

клеток применяются для создания новых  видов. Для применения этих технологий

должно   быть  сохранено  множество  видов,  что  обусловлено   договором  и

многообразии организмов,  принятом  на  Всемирном  саммите.  Однако массовое

потребление  сельскохозяйственных химикатов и сохранение  видов  находятся в

противоречии,  так  как, например,  стойкие  к  химикатам насекомые  убивают

растения, чувствительные к насекомым.

     _Синтетические  удобрения  содержат  азот  и  фосфат  кальция,  которые

непосредственно  поглощаются   растениями.  Поэтому  такие  удобрения  имеют

быстрый   эффект   воздействия  по  сравнению   с   экологическими   чистыми

удобрениями. При этом мелкозернистая структура почвы становится  ненужной, в

результате   чего  окружающая   почва   твердеет,  синтетические   удобрения

вымываются из почвы и загрязняют окружающие реки и озера, порождая "красную"

воду и т.д.

     _Большое  количество распыляемых сельскохозяйственных химикатов убивает

микроорганизмы  почвы,  разрушает  рыхлую  структуру почвы,  вызывает  отток

химикатов, загрязнение рек и  грунтовых вод,  гибель птиц, оказывает вредное

воздействие  на  здоровье людей.  Все  это к тому  же нарушает баланс  между

вредными  насекомыми  и  полезными,  поедающими  вредных. Это  вызывает  еще

большее распространение химикатов, создавая порочный круг.

     _В  индустриальном сельском  хозяйстве  солому  сжигают,  что  вызывает

дальнейшее загрязнение и увеличение концентрации СО2. Экскременты человека и

домашних животных сбрасываются в реки, озера и моря, вызывая их загрязнение.

Другими словами, с соломой и экскрементами обращаются как с отходами, без их

утилизации.

     _Сельскохозяйственные химикаты приводят к избытку аминокислот в зеленых

частях (листьях) растений. Такие растения имеют низкую стойкость к насекомым

и микроорганизмам, в том числе к мучнистой росе, в итоге распыляется большее

количество химикатов.  Твердая почва снижает  корневую активность  растений,

приводя  к  низкой сопротивляемости во  время ураганов.  Здесь мы  наблюдаем

другой порочный круг в индустриальном  сельском хозяйстве, в основе которого

лежат синтетические удобрения и сельскохозяйственные химикаты.

     8.6.8. Стабильное экологически чистое сельское хозяйство

     Стабильное  сельское хозяйство  будет  формой  органического  сельского

хозяйства;  следует избегать монокультур, особенное внимание следует уделять

разнообразию зерновых  культур,  что  способствует  увеличению плодородности

почвы и устойчивости к вредным насекомым.

     _Норма дождевой воды, необходимой для  полива, должна  превышать 400 мм

осадков  в  год;  если  этот уровень  ниже,  требуется  ирригация.  Сельское

хозяйство,   основанное   на  ирригации  грунтовыми  водами,   имеет  больше

недостатков, чем  ирригация  речной  водой.  Поскольку оно выйдет из  строя,

когда подземный ресурс будет исчерпан.

     _Если корни растений залиты  водой,  то растения страдают  от  нехватки

кислорода, что приводит к замедлению  их  роста. Исключение  составляет рис,

выращиваемый на рисовых плантациях.

     _Оросительная  вода содержит небольшое  количество соли, от  200 до 500

ppm. Если 10000  куб. метров расходуется для полива 1  гектара земли,  то на

поле  остается  от  2   до   5  тонн  соли;  поэтому   в  случае  отсутствия

соответствующих ирригационных сооружений в течение 20 лет в  почве накопится

огромное количество соли, которое повлечет за собой значительное снижение ее

плодородия.  На   множестве  аэрофотоснимков  видны  территории   засушливых

районов, покрытые солью, сияющей на Солнце.  Такие земли составляют 24% всех

ирригационных полей мира.

     _В  областях с низким  уровнем осадков при ирригации  с  использованием

грунтовых ввод существует  значительный  риск засоления. Обширные леса могут

способствовать решению проблемы засоления, так как лес аккумулирует дождевую

воду, что  снижает  потребность в грунтовых  водах. Таким образом, оборотное

водоснабжение  для  поддержания  лесов   способствует  созданию  стабильного

сельского хозяйства.

     8.6.9. Эффективное использование сельскохозяйственных машин

     Сегодня в сельском хозяйстве используются различные типы  машин. Многие

фермеры  имеют побочную дополнительную работу, некоторые работают  на  полях

только    по   воскресеньям;    сельскохозяйственные    машины   увеличивают

производительность  труда  фермеров.  К сожалению, эти  машины  используются

неэффективно,  поскольку  на них работают  всего один или  два дня в неделю.

Вследствие  этого  ремонт  оборудования производится  неудовлетворительно, и

срок его службы короток. Принцип рециркуляции подразумевает достижение более

длительного  срока  службы  и  многократного  использования  деталей  машин.

Использование  сельскохозяйственных   машин  требуется,   чтобы   освободить

фермеров от традиционного тяжелого труда с раннего утра до позднего  вечера;

решение  можно  найти в  коллективной  использовании  машин,  и кроме  того,

фермеру не требуется покупать полный комплект машин. По существу,  некоторые

фермеры не могут оплатить приобретение и содержание своих собственных машин,

поэтому они и ищут дополнительный заработок.

     8.6.10. Энергетический баланс сельского хозяйства

     Совместная  собственность  ведет   также  к  уменьшению   числа  машин,

необходимых  в деревне, что экономит энергию при производстве и эксплуатации

оборудования. Следует  отметить, что общее количество энергии,  потребляемой

сельским хозяйством, то  есть  энергия для производства сельскохозяйственных

химикатов,  синтетических  удобрений и машин,  в  настоящее время  превышает

энергию  фотосинтеза  зерновых  культур.  Традиционное   сельское  хозяйство

использовало энергию Солнца  в процессе  фотосинтеза;  сегодняшнее  сельское

хозяйство не в состоянии преобразовать энергию ископаемого топлива в энергию

биомассы. Данный аспект наиболее важен для теплиц и метода гидропоники.

     _Энергосбережения, достигнутые  за счет совместной собственности, могут

быть  увеличены,  если  в натуральной  сельском хозяйстве  имеются  домашние

животные и небольшие  заводы  по ремонту и обслуживанию сельскохозяйственных

машин, принадлежащих  деревне. Домашние  животные  обеспечивают органические

удобрения   и   источник  энергии.  Утилизация  сельскохозяйственных   машин

выполняется на каждом небольшом заводе в каждой деревне.

     8.6.11. Новые системы науки и технологии

     Теория создания любого изделия не ограничивается проектированием только

этого изделия  для его  многократного использования.  Это новые типы науки и

технологии,  гарантирующие счастливую жизнь  5,5 миллиардам человек во  всем

мире. В более широком смысле эта теория  направлена  на выработку технологий

повторного использования материалов, химикатов, энергии и организмов.

     _Как  описано  в  главе 3, различные  виды  энтропии,  накапливаемые на

Земле,  в конечном счете выбрасываются в космос в  форме  тепловой энтропии.

Теория  проектирования  изделий   позволяет   уменьшить   чистую   выработку

электроэнергии и создает  условия для аккумулирования энтропии при повторном

использовании, а также сводит к минимуму энтропию, выделяемую в космос.

     _В разделе 8.6.2. показано, что, например,  на крупных централизованных

сооружениях   по  обработке  сточных  вод  отсутствуют  системы   повторного

оборотного водоснабжения, в  то  время  как  на  большинстве  малых подобных

локальных сооружений такие системы  имеются. Теория  проектирования изделий,

таким  образом, занимается  исследованием  технологий  очистки сточных  вод,

гарантирующих  достаточную степень очистки воды после  ее обработки.  Теория

проектирования  также изучает оптимальные условия (от 30 до 40  градусов  по

Цельсию)   для   выработки  метана  с   помощью   микроорганизмов.   Другими

направлениями  исследований являются конструкции туалетных бачков  с меньшим

расходом воды, способы внесения  удобрений  н  сельскохозяйственных полях  с

непосредственным использованием отходов (фекальных масс).

     _Новая наука и  новые технологии  освободят фермеров от тяжелого труда,

характерного при ведении экологически чистого сельского хозяйства; например,

спрессованные осадки  сточных  вод, используемые как удобрения, и  не  будут

загрязнять  окружающую  среду. Альтернативные  источники энергии, такие  как

метан и солнечная  энергия, обеспечат достаточную энергию  для приготовления

пищи  и  обогрева  помещений.  В  деревнях  будут  создаваться  условия  для

формирования стабильного общества.

     _Следует  еще  раз  проверить  целесообразность  применения  двигателей

внутреннего  сгорания,  таких как двигатель "Стирлинга".  Работа таких типов

двигателей  основана не на  вспышках,  типичных  для двигателей  внутреннего

сгорания,  поэтому  количество  загрязняющих веществ в выхлопных газах может

быть  снижено. Паровой  двигатель - традиционный  пример  двигателя внешнего

сгорания, в  котором в  качестве топлива могут  использоваться любые горючие

материалы; его  эффективность  на 20  % выше,  чем  эффективность  двигателя

внутреннего сгорания. Эффективность двигателя "Стирлинг"  достаточно высока,

приблизительно   35%,   с  меньшим  количеством  загрязняющих  веществ.  Был

разработан   новый   тип   двигателя   "Стирлинг",   который   работает   от

высокотемпературного  аккумулятора  без прямой подачи  топлива.  Такие  типы

двигателей - достойное направление для науки и разработки новых технологий.

     8.6.12. Небольшие провинциальные города

     Группа городов, состоящая  из небольших городов с  населением несколько

сотен тысяч, предпочтительнее, чем один мегаполис с миллионным населением. В

жаркое   лето  разница  температур  на  асфальтированной  и  лесной  дорогах

достигает  10 градусов; асфальтированная дорога  нагревается  от воздействия

прямого  солнечного  света,  в  то  время как  лесная  охлаждается  за  счет

испарения  влаги  с  поверхности  листьев.  В  больших  городах  температура

повышается  из-за тепла,  выделяемого  системами кондиционирования  высотных

зданий и метрополитеном. Возникает явление так называемого теплового купола,

вызывающее невыносимо высокие  температуры жарким летом.  Это явление  может

быть ослаблено в небольших городах.

     _Если  маленький город  связан  с  окружающими деревнями,  живущими  по

новому   типу  экологически  чистого  сельского  хозяйства,  то  сокращается

расстояние, затрачиваемое на транспортировку сельскохозяйственных культур до

потребителя.  Может быть введена автономная региональная система.  Благодаря

новым  технологиям  будут созданы усовершенствованные проекты  домов,  более

теплые в зимнее время и прохладные летом.

     8.6.13. Региональные комплексы

     Новое  экологически  чистое сельское  хозяйство и фабрики  в  состоянии

обеспечивать небольшие или крупные города. С использованием новых методов  и

технологий эти фабрики, относительно меньшие по размеру, могут  поддерживать

такую же  производительность,  как  и крупные фабрики, нанося  меньший  вред

окружающей  среде.  Каждая   фабрика   максимально  использует   возможности

переработки  повторного  использования  и  производит  жизненно  необходимые

продукты,  наилучшим образом используя материалы  и  отходы, специфичные для

данной  области.  Более  не  будет  потребности  в   производстве  огромного

количества автомобилей, если, согласно  предложению вице-президента А. Гора,

будет  прекращено использование двигателей  внутреннего сгорания.  Маленький

город становится ядром сельскохозяйственного и индустриального комплекса,  в

котором   материалы  и  технологические  процессы  замкнуты   в  цикл.   Для

передвижения по небольшому городу будут использоваться маленькие автомобили,

а со временем - электрические автомобили.

     _Водные  запасы  -  необходимое   условие  для  создания  регионального

комплекса. Город должен быть связан с лесничеством, которое защищает леса. К

сожалению, в настоящее время множество водоемов для ирригации переполняются.

К таким водоемам следует относиться бережно: один водоем  можно использовать

для разведения рыбы, другой -  для накопления  воды или же использовать  эти

два водоема попеременно.

     _Региональный  комплекс  -  важный  элемент  для  современной  "мягкой"

культуры, основанной  на  сельском хозяйстве  и  промышленности.  Чрезмерная

концентрация  населения в мегаполисе и недостаточная численность населения в

других  регионах   могут   быть   предотвращены  при   помощи   равномерного

распределения  национальных комплексов.  Перемещение  центральных  и  других

национальных организаций будет способствовать росту региональных комплексов;

передача управления  от централизованного  правительства  к местным  органам

власти должна быть ускорена.

     _Для   обеспечения   связи   между  региональными  комплексами  созданы

волокно-оптическая информационная  сеть и  новые  виды средств общественного

транспорта. Автономность каждого регионального комплекса уменьшит количество

материалов, транспортируемых на дальние расстояния, уменьшая, таким образом,

число  грузовиков,  работающих  на  дизельных  двигателях,  которые  сегодня

являются существенными источниками загрязнения воздуха.