Knjiga/Book 1Odrive tehnologije

Sustainable technologies

EditorZoltan Zavargo

Univerzitet u Novom SaduTehnoloki fakultet

Novi Sad, SrbijaUniversity of Novi SadFaculty of Technology

Novi Sad, Serbia

to god zadesi Zemlju, zadesit e i njene sinove. ovjek nije istkao mreu ivota, on je tek jedna njena nit. to god on ini mrei, ini to sam sebi.

Dio svjedoanstva poglavice Seattlea 1854. godine

Ove knjige su nastale kao dio projektnih aktivnosti u okviru Tempus projekta Tempus 158989-Tempus-1-2009-1-BE-Tempus-JPHES Creation of university-enterprise co-operation networks for education on sustainable technologies, a namijenjena je za edukaciju inenjera iz prakse u podruju odrivih tehnologija. Autori poglavlja su kre-atori svojih ideja i oni u potpunosti odgovaraju za sadraj.

The concept of sustainable means meeting the needs of present genera-tions without compromising the ability of future generations to meet their own needs. Sustainable development consists of three components: sociaty, environment and economy. In order to achieve the objectives of sustainable development all three components must be fullfilled simultaneously. The sus-tainable technologies are part of the whole sustainable concept.

The linear model of development seems not to be sustainable. The results are exhaustion of the natural resources and waste accumulation. The Zero emission model, as the nature, predict the circulation of material flows and consequently reduce the emission of material and energy to a minimum, idel-la zero.

It seems that Zero emission concept is the appropriate answer to sustain-bilty. For this reason the Concept is descrebed at the begining, in the Chapter 1: Zero emission concept.

In the next, Chapter 2, Environmental sustainability and industry, the is-sues are described in detail as well as the charecteristics of sustanable tech-nolgies. We must keep in mind that sustainable technologies use less energy, fewer limited resources, do not deplete natural resources, do not directly or indirectly pollute the environment, and can be reused or recycled at the end of their useful life. In order to develop and keep sustainability it is essential to have an appropriate management system. This matter as well as Environmen-tal risk assessment are also covered in this Chapter.

In the process of developing sustainabilty the legislation is very important. If it is appropriate It can help and accelerate the process. The main features of legislation cof the 3 West Balcans countries (Serbia, Bosnia and Herzegovi-na and The Former Yugoslav Republic Macedonia) are covered in the next chapter: Legislation.

In the next Chapter the technology aspect of sustainabilty is discussed. The Chapter covers issues like: Green chemistry, BAT, Air protection, Waste water treatment, Recycling, Solid waste management, Waste minimizationin and Energy consumption.

The renewable energy resources play an important role developing sus-tainable technologies and sustainability in general. What are the main renew-able energy resources and is it possible to replace fossil fuels with them? The

5

answers are given in the Chapter 5 Renewable energy resources. Main renew-able energy resources: Energy of the environment, Geothermal, Wind, Solar energy and Bio renewable energy resources are covered.

The sustainable society whole must be energy efficient, sustainable industry and sustainable technologies. What is energy efficiency, how to build energy efficiency system, how to reduce energy consumption, how to make process more efficient and what are the limits? The answers to these questions are given in the following 6 Chapter: Energy efficiency of the technology processses.

The previous chapters will give answer to a question: what sustainable technologies are and how to approach it.

The concept on sustainable technologies related to Food industry, Phar-maceutical and cosmetics, Chemical engineering and Material engineering are covered in the following chapters.

Koncept odrivog razvoja se zasniva na definiciji zadovoljenja potreba sa-

danjih generacija bez ugroavanja mogunosti da i budue generacije zado-volje svoje potrebe. Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente: drutvo, i-votna sredina, ekonomija. Smatra se da se odrivi razvoj moe postii kada sve tri komponente istovremeno budu zadovoljene.

Dosadanji linearni model razvoja pokazao se neorivim. Rezultat ovakvog pristipa je iscrpljivanje resursa i nagomilavanje otpada. Model Nulte emisije, kao u prirodi, predvia kruni tok materije i shodno tome smanjuje emisiju materije i energiju u okolinu na minimum, idealno nula.

Koncept Nulte emisije izgleda kao pravi odgovor na odrivost. Iz tog razlo-ga ovaj Koncept opisan je na samom poetku, u 1. Poglavlju.

U sledeem, 2. Poglavlju, Ekoloka odrivost i industrija. Opisane su glavne karakteristike odrive tehnologije. Moramo imati u vidu da odrive tehnologi-je koriste manje energije, manje resursa, ne iscrpljuju okolinu, ni posredno ni neposredno ne zagauju okolinu, i nakon korisnog ivotnog veka produkti se mogu ponovo upotrebiti ili reciklovati. U cilju izgradnje i obezbeivanja odri-vost neophodnan je odgovarajuie karakteristike zakonodavstva Republike Makedonije, Bosne i Hercegovine i Srbije vezane za odrivi razvoj dati su u sledeem poglavlju.

U sledeem poglavlju, opisani su tehnikotehnoloki aspekti odrivosti. Poglavlje pokriva sledee teme: Zelena hemija, BAT, Zatita vazduha, Prerada otpadne vode, Upravljanje vrstim otpadom, Minimizacija otpada i potronja energije.

Vanu ulogu u realizaciji koncepta odrivosti imaju obnovljivi izvori energi-je. Koji su glavni obnovljivi izvori energije i da li je mogue zamena fosilnih go-riva obnovljivim? Odgovor na ova pitanja dati su u Poglavlju 5: Obnovljivi energetski resursi. Glavni obnovljivi izvori opisani su u ovom poglavlju: Energi-

6

je okoline, Geotermalna, solarna energija, energija vetra i bioobnovljivi izvori energije.

Odrivo drutvo mora: biti energetsko efikasno, imati odrivu industriju i odrive tehnologije. ta je energetska efikasnost, kako izgraditi energetsko efikasan system i smanjiti potronju energije, kako uiniti process energetsko efikasnijim? Odgovor na ova pitanja data su u Poglavlju 6: Energetska efika-snost tehnolokih procesa.

Prethodna poglavlja ukazala sun a sve aspekte odrivih tehnologija. U nared-nim poglavljima koncept odrivih tehnologija primenjen je na Prehrambenu industriju, Farmaceutsku i kozmetiku industriju, Hemijsko inenjerstvo i Ine-njerstvo materijala.

7

9Predgovor

Poboljanje uslova i kvaliteta ivota stanovnitva je jedan od glavnih zada-taka svakog drutva. Materijalna dobra su izuzetno znaajna za odravanje egzistencije ali i kvaliteta ivota ljudi to je i osnovni uzrok potronje tih mate-rijalnih dobara. Tako nastaju i poveane potrebe za sanaciju posljedica koje se pojavljuju zbog poveane potrnje. S druge strane, globalno, prisutan je trend neprekidnog porasta broja stanovnika, migracija, kimatskih promjena, kori-tenja poljoprivrednih sirovina u energetske svrhe, porast cijene energije te drugih slinih pojava koje vre pritisak na prirodne resurse, a naroito sve vie oskudno zemljite.

U 20 i 21. stoljeu se intenzivirao ukupan drutveni i tehnoloki progres u svim sferama ljudskog ivota. Kao posljedica pojavljuje se eksponencijalna po-tronja materijalnih dobara, a sa ijom proizvodnjom se crpe izvori iz prirode, koji su dio prirodnog, kulturnog i civilizacijskog nasljea. Uz crpljenje materijal-nih dobara i poveanje potronje, pojavljuje se sve vee zagaenje zraka, vode i zemljita, pa se zbog toga stvaraju rizici koji mogu dovesti do pogoranja ukupnih uslova ivota. Izazovi klimatskih promjena, ouvanja energije i zatite okolia postaje sve kritiniji. Tako se pojavljuje potreba za smanjenjem uzro-nika koji dovode do ovih pojava. Rjeenja su definirana u odrivim tehnologi-jama, odrivim ekonomijama i odrivom razvoju, to bi u krajnjem osiguralo odrivost drutva i njegovu budunost. Globalno promatrano potrebno je eli-minirati progresivno fiziko propadanje i unitavanja prirode i prirodnih pro-cesa. Brojna istraivanja pokazuju da bi se stanje moglo poboljati ako se po-trebe stave u realne okvire i ako se drutvo okrene odrivim tehnologijama, novim materijalima te efikasnijem iskoritenju energije. Te nove tehnologije baziraju se na zatiti okolia, uz smanjenje zagaenja zraka, vode i tla na mini-malnu mjeru. Osnovni smisao odrivih tehnologija je zasnovan na podizanju svijesti savremenog drutva o znaaju da prirodu i okoli ostavimo u jo bo-ljem stanju nego samo nasljedili.

U tehnikom i operativnom smislu odrive tehnologije su povezane ili uklju-uju tehnologije zatite ivotne sredine, obnovljive izvore energije, energet-sku efikasnost, ali i odrivi ivotni stil. Obnovljivi izvori energije dolaze iz pri-rodnih izvora: energije sunca, vjetra, vode (kia, plima), geotermalnih izvora, biomasa i drugih izvora koji su obnovljivi. S druge strane sve vie je fokus na

10

energetsku efikasnost i smanjenje ukupne potronje energije razliitim krea-tivnoinovativnim tehnolokim rjeenjima.

Primjena savremenih ekolokih tehnologija u industriji dovodi do znaaj-nog smanjenja emisija. Meutim, valja uzeti u obzir i injenicu da su ekoloke tehnologije skupe i zahtijevaju dobro poznavanje tokova materijala i energije te u veini zemalja u razvoju, za te svrhe, su potrebni dodatni posticaji. S druge strane, regulatorni pristup je esto labaviji u nerazvijenim zemljama i zemlja-ma u razvoju te ove zemlje, esto, imaju manje strogu zakonsku regulativu.

Industrijska proizvodnja ima za cilj proizvodnju materijalni dobara za zado-voljenje potreba ljudi i kao takva je najvei zagaiva ivotnog prostora. Proizvodnja hrane, energije i lijekova, zatim odjee i obue, transportnih sredsta-va, sredstava za higijenu su najvaniji segmenti industrijske proizvodnje ije proizvode troi savremeno stanovnitvo, pa su stoga i najvei zagaivai oko-lia i ivotne sredine.

U prvom planu potrebno je osigurati odrivost u poljoprirednoj proizvod-nji i proizvodnji hrane. Brojni parametri ukazuju da se vremenom prirodni re-surse iscrpljuju i na taj nain se smanjuju njihov potencijal, ne samo sadanjim nego i buduim generacijama. Do sredine 20. stoljea na raspolaganju je bilo 0,45 ha zemljita (obradivog) po stanovniku, 1997. godine 0,25 ha, a 2050. go-dine predvia se 0,15 ha. Krajem 20 i poetkom 21. stoljea problem je uoen i poduzimaju se aktivnosti na regionalnim i nacionalnim razinama kako bi se smanjio efekat izrabljivanja prirode u cilju poveanja materijalnog dobra. Kako bi se uspostavili brojni bilaterarni sporazumi, deklaracije, agende koje imaju za cilj ouvanje ivotnog okolia, zemlje, zraka i vode, a posebno biolokog biodiverziteta.

Neke alternativne tehnologije u proizvodnji hrane mogu biti znajane kao to su organska i integralna proizvodnja koje manje zagauju okoli od veine postojeih konvencionalnih tehnologija. Organska proizvodnja podrazumijeva eliminisanje hemijskih sredstava u proizvodnji (pesticidi, veterinarski ljekovi), zamjenu usjeva, koritenje prirodnog gnojiva i komposta, bioloko suzbijanje tetnika itd. Osim toga organska proizvodnja bazirana je na filizofiji jedinstva ovjeka i prirode.

Projekcija budunosti treba biti bazirana na aktivnostima i projekatima koji grade okoli na principima odrivog ekonomskog razvoja ali i ekoloke odri-vosti. Bazira se na planiranju industrijske proizvodnje, arhitekturi naselja i in-dustrije, odrivim povrinama i odrivoj poljoprivredi, a to ukljuuje sketor energije i vode. Odrivi razvoj je proces promjena u organiziranju i reguliranju ljudskih nastojanja da mogu zadovoljiti svoje potrebe i tenje sadanjih gene-racija, bez zatvaranja mogunosti za budue generacije, kako bi i one zadovo-ljile vlastite potrebe i nastojanja. Budui da je odrivost dinamian koncept, a ne statiko stanje, ona zahtijeva fleksibilnost u donoenju odluka i spremnost na modificiranje pristupa u skladu s promjenama u okolini, ljudskim potreba-

11

ma i eljama ili tehnolokog napretka. Odrive tehnologije koriste manje ener-gije, ograniavaju koritenje prirodnih resursa i direktno ili indirektno ne za-gauju ivotnu sredinu. U tokovima materijala postavlja se zahtjev da se oni mogu ponovo upotrijebiti i iskoristiti. Ovi zahtjevi su bitni i za razvijene zemlje i zemlje u razvoju.

Odrive tehnologije mogu imati visku cijenu, ali i cijenu njihovog odrava-nja. Zbog toga je odrivost tehnologije posebno znaajna kao kriterij u procje-nama koritenja pojedinih sirovinskih resursa u planiranju razvoja drutva.

Akutni problem prisutan u svijetu je uticaj zagaenja ivotne sredine na zdra vlje ljudi. Brojne bolesti nastaju kako posljedica izloenosti ljudske popu-lacije djelovanju tokinih materija u ivotnoj okolini. Produkti zagaenja se mogu nai u zemlji, zraku i vodi, a u ljudski organizam dospijevaju putem hra-ne i zraka. Zbog toga odrive tehnologije imaju jedan od znaajnih uticaja pre-vencije nastajanja neeljenih oboljenja.

13

SadrajContent

1. Koncept nulte emisijeZero emission concept 31

Emilija Fidanevska Jadranka Blaevska GilevRadoslav GrujiMidhat JaiAleksandar JokiZoltan Zavargo

1.1 Odrivi razvojSustainable development 32

Socijalna odrivostSocial Sustainability 33

Odrivost okolineEnvironmental Sustainability 33

Ekonomska odrivostEconomic Sustainability 34

Odrivi materijaliSustainable materials 35

1.2 Koncept nulte emisije i drugi koncepti odrivostiZero emission and other sustainable concepts 37

1.2.1 Koncept Na kraju cijeviThe End of Pipe concept 37

1.2.2 Koncept istije proizvodnjeCleaner production concept 38

1.2.3 Koncept nulta emisijaZero emission concept 42

Proizvodi na bioosnoviBiobased products 44

Industrija sa nultom emisijomZero emissions industries 45

Eko-industrijski parkEco-industrial Park 45

14

Metodologija koncepta nulte emisijeZero Emissions Methodology 47

Izgradnja industrijskog klasteraDevelopment of industrial clusters 47

Razvoj konverzionih tehnologijaConversion technologies development 48

Projektovani otpadDesigned waste 48

OgranienjaConstraints 48

1.3 Cirkularna ekonomijaCircular economy 49

1.4 PitanjaQuestions 53

1.5 Pitanja/OdgovoriQuestions/Answers 53

1.6 LiteraturaReferences 54

2. Ekoloka odrivost i industrijaEnvironmental sustainability and industry 55

2.1 Cikliki odrivi razvojCyclic sustainable development 56

Vineta SrebrenkoskaMidhat JaiSlobodan SokoloviRamzija Cvrk

2.1.1 Uloga tehnologijeThe Role of technology 58

2.1.2 Karakteristike odrivih tehnologijaSustainable Technology Characteristics 58

Minimiziranje potronjeMinimizing Consumption 59

Odravanje potrebe stanovnitvaMaintaining human needs 59

15

Minimiziranje negativnih uticaja na okolinuMinimizing the negative impact on the environment 59

2.1.3 Okviri za odrivu industrijuA framework for a sustainable industry 61

2.1.4 Procena ivotnog ciklusaLife cycle assessment 62

2.1.5 Ekoloki otisakEcological footprint 68

Ugljenini otisakCarbon footprint 68

2.1.6 Odabir materijala za eko-dizajnSelecting materials for eco-design 69

2.1.7 Odriva proizvodnja hraneSustainable food production 70

2.1.8 Zakljuci Conclusions 71

2.2 Upravljanje okolinomEnvironmental management 72

Mitar PeruiHusjein Keran

2.2.1 Serija standarda ISO 14000-nastanak i razvojISO 14000 series 73

Karakteristike ISO 14000ISO 14000 caracteristics 74

Standardi serije ISO 14000ISO 14000 standards 74

Dokumentacija ISO 14001 i njegova integracija sa ISO 9001Documents of ISO 14001 and ISO 9001 integration 77

2.2.2 Studija sluaja-ISO 14000 kao osnova za nastanak novog meunarodnog standarda Case studyISO 14000 as a base for development of new international standard 87

Uvod u pojam energetske efikasnostiIntroduction to energy efficiency 87

16

Osnovni model i svrha standarda ISO/DC 50001Basic model and purpose of ISO/dc 50001 88

Zahtjevi ISO/DC 50001ISO/DC 50001 requirements 89

2.2.3 ZakljuakConclusion 90

2.3 Upravljanje ljudskim resursimaHuman resuorces management 91

Mitar PeruiHusjein Keran

2.3.1 Planiranje ljudskih resursaHuman resuorces planning 92

2.3.2 Kompetencije Competences 93

2.3.3 Motivacija i kreativnost Motivation and creativitiy 95

2.3.4 Obuka Training 96

Identifikacija potreba za obukomIdentification of training needs 96

Odabir polaznika Selection of participants 96

Metode obuavanja Methods of training 96

Priprema obuke Preaparation of training 97

Provedba obuke Implementation of training 97

Kontrola obuenosti polaznika Control of succes of training participants 98

Audit ljudskih resursa Human resuorces audit 98

Kompenziranje i nagraivanje Compensation and awarding 103

17

2.3.5 ZakljuakConclusion 103

2.4 ta je to menadment promijena?What is change management? 104

Katrin Mller

2.4.1 Pristupi Approaches 105

Organizacijski menadment promjenaOrganisational Change Management 105

Individualni menadment promjenaIndividual Change Management 108

Zato je potreban organizacijski menadment promjena?Why is organizational change management necessary? 108

2.5 Procjena okolinih rizikaEnvironmental risk assessment 109

Midhat JaiRadoslav GrujiDrago ubariVedran Stuhli

2.5.1 Koncept procjene okolinih rizikaConcept of environmental risk assessment 111

Opasnosti i riziciHazards and risks 112

2.5.2 Sastavnice analize rizikaThe components of risk analysis 114

Procjena rizikaRisk Assessment 114

Upravljanje rizikomRisk Management 115

Komunikacija u vezi rizikaRisk comunication 119

2.5.3 Faze u realizaciji procjene okolinskih rizikaStages in the implementation of environmental risk assessment 119

Formuliranje problemaThe problem Formulation 122

18

Identifikacija opasnosti: izvor put receptorHazard identification: source path receptor 123

Procjena isputanja zagaenjaAssessment of pollution discharges 124

Karakterizacija opasnostiHazards characterization 125

Procjena izloenostiExposure assessment 126

Procjena moguih posljedicaAssessment of the possible consequences 127

Procjena i karakterizacija rizikaAssessment and risk characterization 128

2.5.4 Ocjena rizika Risk assessment 133

2.5.5 Koristi od procjene okolinih rizikaUtilisation of environmental risks assessments 136

2.6 ZakljuciConclusion 139

2.7 PitanjaQuestions 140

2.8 Pitanja/OdgovoriOdgovori/Answers 140

2.9 LiteraturaReferences 141

3. LegislativaUporedna studija legislative iz oblasti zatite ivotne sredine i odrivog razvoja u Makedoniji, Bosni i Hercegovini i SrbijiLegislationA comparative study of legislation in the field of environmental protection and sustainable development in The Former Yugoslav Republic Macedonia, Bosnia and Herzegovina and Serbia 147

Mile Klanja

3.1 Mree propisa o problematici zatite okoline i odrivog razvoja u svakoj od zemaljaRegulation on the issue of environmental protection and sustainable development in each country 148

19

3.1.1 Propisi u zakonodavstvu MakedonijeThe regulations in the legislation of the Former Yugoslav Republic of Macedonia 149

3.1.2 Propisi u zakonodavstvu Bosne i HercegovineThe regulations in the legislation of Bosnia and Herzegovina 151

Propisi u zakonodavstvu Federacije Bosne i HercegovineThe regulations in the legislation of The Federation of Bosnia and Herzegovina 151

Propisi u zakonodavstvu Republike SrpskeThe regulations in the legislation of The Republika Srpska 152

3.1.3 Propisi u zakonodavstvu Srbije Regulations in the legislation of Serbia 152

3.2 Uporedna studija Analiza slinosti i razlika u glavnim reenjima legislative o zatiti ivotne sredine i odrivom razvoju u Makedoniji, Bosni i Hercegovini, i SrbijiA comparative study of legislation in the field of environmental protection and sustainable development in The Former Yugoslav Republic Macedonia, Bosnia and Herzegovina and Serbia 154

3.2.1 Identifikovanje propisa koji ine okvir i bazu zakonodavstvao zatiti ivotne sredine i odrivom razvojuIdentification of the regulations that form the framework and the base of the legislation on environmental protection and sustainable development 154

3.3 Razmatranje strukture propisa i glavnih reenja problematike u osnovnom propisu/osnovnim propisimaThe structure of regulations and major solution 156

3.3.1 Osnovni propisi Makedonije o zatiti ivotne sredine The Former Yugoslav Republic Macedonia basic regulations in the field of environmental protection 156

3.3.2 Osnovni propisi Federacije BiH o zatiti ivotne sredine The Federation of Bosnia and Herzegovina basic regulations in the field of environmental protection 159

3.3.3 Osnovni propisi Republike Srpske o zatiti ivotne sredineSerbian Republic basic regulations in the field of environmental protection 160

20

Osnovni propisi Srbije o zatiti ivotne sredineSerbia basic regulations on environmental protection 162

3.3.4 Analiza slinosti i razlika u glavnim reenjima problematikeAnalysis of the similarities and differences in the major problem solutions 166

3.3.5 Naela zatite ivotne sredinePrinciples of Environmental Protection 166

3.3.6 Poglavlja zakona o zatiti ivotne sredineChapters of the Laws on Environmental Protection 169

3.3.7 lanovi iz poglavlja o proceni uticaja na ivotnu sredinuArticles on environmental impact assessment 173

3.3.8 lanovi iz poglavlja o integrisanoj dozvoliArticles on integral permit 178

3.4 ZakljuakConclusion 183

3.5 LiteraturaReferences 183

4. Odrive tehnologijeSustainable technologies 185

4.1 Zelena hemija i iste tehnologijeGreen chemistry and clean technologies 186

Kiril LisikovStefan Kuvendziev

4.1.1 Osnovni koncept zelene hemijeThe idea of green chemistry 186

4.1.2 Ciljevi zelene hemije: Cena otpadaObjectives for Green Chemistry: The Costs of Waste 187

4.1.3 Smanjenje: Srce Green hemiju Reducing: The Heart of Green Chemistry 188

4.1.4 Zelena hemija u ivotnom ciklusu proizvodaGreen Chemistry in the Lifecycle of a Product 188

4.1.5 12 Principa zelene hemije The 12 principles of green chemistry 188

4.1.6 Zeleno procesno inenjerstvo Green process engineering 189

21

4.1.7 Zeleni rastvarai koristi se u procesnom inenjerstvu Green solvents application in process engineering 190

4.1.8 Odabrani primeri za primenu zelenog hemijskoj laboratoriji i industrijskim uslovima The selected examples for implementing of green chemistry in laboratory and industry 190

4.1.9 iste tehnologije Clean technologies 192

4.2 Najbolje dostupne tehnike Best available techniques 194

Ana TomovaPerica PaunoviAleksandar Dimitrov

4.2.1 Osnovne informacije za tretman otpada Basic information for waste treatment 194

4.2.2 Najbolje dostupne tehnike (BAT) Best availabvle techniques (BAT) 196

4.2.3 Uopte o BAT Generic BAT 197

Upravljanja zatitom ivotne sredine Environmental Management 197

Ulaz otpada Waste in 198

Izlaz otpadaWaste out 200

Upravljanje komunalnim sirovinama Management of municipal raw 201

Skladitenje i prerada Storage and processing 202

4.3 Preiavanje otpadnih voda Waste water treatment 205

Emilija FidanevskaMilosav Miloevski

4.3.1 Karakteristike kvaliteta vode Characteristics of water quality 206

22

4.3.2 Karakteristike otpadnih voda Characteristics of waste water 206

4.3.3 Industrijske otpadne vode Industrial waste water 206

4.3.4 Preiavanje otpadnih voda Waste water treatment 207

4.3.5 Dodatna obrada otpadnih voda Additional waste water treatment 207

4.3.6 Tretman mulja Sladge treatment 208

4.4 Zatita vazduha Air protection 209

Vineta SrebrenkoskaSanja Spasova

4.4.1 Izvori zagaivanje vazduha Sources of air pollution 210

estice u atmosferiParticles in the atmosphere 211

4.4.2 Hemijske reakcije u atmosferi Chemical reaction in the atmosphere 213

Ugljen monoksid (CO)Carbon monoxide (CO) 213

Azotni oksidi (NOx)Nitrogen Oxides (NOx) 214

Isparljiva organska jedinjenja (VOC)Volatile Organic Compounds (VOCs) 214

Sumpor dioksid (SO2)Sulfur Dioxide (SO2) 215

Industrijski i fotohemijski smogIndustrial and photochemical smog 216

4.4.3 Zagaenje vazduha u zatvorenom prostoru Indoor air pollution 216

4.4.4 Dimni gasovi sagorevanja biomase Flue gas from combustion of biomass 217

23

4.5 Recikliranje Recycling 218

Dijana Spaseska

4.5.1 Materijali za reciklau Materials for Recycling 219

Industrijski otpadIndustrial waste 220

Opasan otpadHazardous materials 220

Koraci u reciklaiSteps for recycling 220

4.6 Upravljanje vrstim otpadom Solid waste management 221

Vineta SrebrenkoskaSaka GolomeovaSilvana Krsteva

4.6.1 Opta klasifikacija vrstog otpada General classification of solid waste 222

4.6.2 Uticaj vrstog otpada na ivotnu sredinu Solid waste impact on the environment 224

4.6.3 Savremeni pristup upravljanju vrstim otpadom Advanced approach to solid waste management 224

4.6.4 Minimiziranje otpada Solid waste minimization 225

4.6.5 Ponovna upotreba proizvoda Re use use an item more than once 226

4.6.6 Reciklaa i kompostiran Recycling and Composting 226

4.6.7 Energija dobiijena iz vrstog otpada Energy recovery 227

4.6.8 Odlaganje na deponije Landfilling 227

4.7 Pitanja Questions 229

24

4.8 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 229

4.9 Literatura References 231

5. Obnovljivi energetski resursi Renewable energy resources 235

Milorad Caki

5.1 Energija Energy 235

5.2 Izvori energije Energy sources 237

5.2.1 Energija okoline Energy of the Surroundings 240

5.2.2 Geotermalna energija Geothermal energy 240

Prednosti i nedostaci geotermalne energije Benefits and disadvantages of geotermal Energy 245

Korienje geotermalne energije The use of geothermal energy 246

Geotermalna energija u zemljama WB Geothermal Energy in WB Countries 252

5.2.3 Energija vetra Wind energy 253

Proraun dobijene snage Calculation of obtained power 254

Korienje energije vetra Using of Wind Energy 255

Korienje energije vetra u Zemljama WB Using of Wind Energy in WB Countries 257

Prednosti i nedostaci energije vetra energije Advantages and disadvantages of Wind Energy 258

Proizvodnja elektrine energije snagom vetra Production of electricity from Wind Energy 258

5.2.4 Energija sunca Solar Energy 261

25

Suneva energija i njena transformacija u toplotnu i elektrinu energiju Transformation of Solar Energy to Electricity and Heat 262

Pretvaranje Solarne energije u elektrinu Fotonaponske elijeElectricity from solar energyPhotovoltaic 269

Prednosti i nedostaci Solarne energije Advantages and disadvantages of Solar Energy 277

Korienje energije Sunca u Zemljama WB Using of Solar Energy in WB Countries 277

5.2.5 Bioobnovljivi izvori energije Biorenewable energy resourses 278

Vlada VeljkoviOlivera Stamenkovi

Biodizel Biodiesel 279

Sinteza biodizela Biodiesel synthesis 279

Naini izvoenja metanolize ulja Methods of performing oil methanolysis 281

Proces dobijanja biodizela The process of biodiesel production 289

Prednosti i nedostaci primene biodizela The advantages and disadvantages of biodiesel usage 289

Uslovi za proizvodnju biodizela u zemljama WB The biodiesel production in the WB countries 290

Bioetanol Bioethanol 293

Dobijanje bioetanola Bioethanol production 294

Dobijanje anhidrovanog etanola Production of anhydrous ethanol 301

Prednosti i nedostaci primene bioetanolaAdvantages and disadvantages of bioethanol usage 304

26

Uslovi za proizvodnju bioetanola u zemljama WB Bioethanol production in the WB countries 305

Biogas Biogas 308

Dobijanje biogasa Biogas production 308

Preiavanje biogasa Biogas purification 316

Industrijski procesi proizvodnje biogasa Industrial processes for biogas production 318

Prednosti i nedostaci upotrebe biogasa Advantages and disadvantages of biogas usage 321

Uslovi za proizvodnju biogasa u zemljama WB Biogas production in the WB countries 322

5.3 Pitanja Questions 324

5.4 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 325

5.5 Literatura References 329

6. Energetska efikasnost tehnolokih procesa Energy efficiency of the technology processes 333Zoltan Zavargo

6.1 Energetski i materijalni bilans Energy and material balance 334

6.1.1 Materijalni bilans Material balance 335

Tipovi procesaTypes of process 335

Totalni i komponenti materijalni bilansTotal and component material balance 337

Broj nezavisnih bilansa i stepen slobodeNumber of independent balances and degree of freedom 338

Osnov i jediniceBasis and units 340

27

DijagramiDiagrams 340

ProceduraProcedure 340

Inertne komponenteInert components 341

Procesi sa reciklomProcesses with recycle 343

Tipovi problemaTypes of problems 349

6.1.2 Energetski bilans Energy balance 349

6.2 Termika izolacija Thermal insulation 353

6.2.1 Tipovi izolacionih materijala Types of insulation materials 355

6.2.2 Karakteristike izolacionih materijala Charcteristics of insulation materials 356

6.2.3 Ekonomina debljina izolacijeEconomical thickness of insulation 362

6.3 Merenje energetske efikasnosti Measuring Energy efficiency 363

Energetska efikasnostEnergy efficiency 363

Koeficijent korisnog dejstva ciklusaThermal efficiency 364

Koeficijent korisnostiCOP coefficient of performance 365

6.4 Kotlovi Boilers 366

6.4.1 Tipovi kotla Boiler types 367

Bubanjski kotlovi Shell boilers 367

28

Strmocevni kotlovi Watertube boilers 369

6.4.2 Goriva Fuels 370

6.4.3 Osnovne komponente kotla Boliers basic components 371

6.4.4 Ureaji neophodni za kontrolu i voenja procesa u kotlu Boiler Fittings and Mountings 372

6.4.5 Tretman kotlovske vode Boilers water treatmen 373

6.4.6 Efikasnost kotlova Boliers efficiency 375

6.4.7 Merenje efikasnosti kotla Measuring boilers efficiency 376

6.4.8 Mogunosti za utedu energije Energy reduction opportunities 378

6.5 Parni sistemi Steam systems 383

6.5.1 Osobine pare Steam properties 385

6.5.2 Komponente parnog sistema Steam system components 387

6.5.3 Mogunosti za utedu Energy reduction possibilities 387

6.6 Ureaji za hlaenjeCooling systems 388

6.6.1 Sistemi sa kompresijom pare Vapour compresion systems 388

6.6.2 Apsorpcioni sistemi za hlaenje Absorption cooling system 391

6.7 Klimatizacija Air conditioning 394

6.7.1 Sistemi sa jednom zonom Singlezone system 395

29

6.7.2 Sistemi sa vie zona Multizone systems 396

6.7.3 Mogunosti za utedu Energy reduction possibilities 398

6.7.4 Ureaji za kondicioniranje jedne prostorije Units for single space conditioning 399

6.8 Toplotne pumpe Heat pumps 400

6.8.1 Toplotni izvori Heat sources 401

6.8.2 Energetska analiza ciklusa toplotne pumpe sa kompresijom pare Energy analysis of vapour compresion heat pump cycle 403

6.9 Komprimovani vazduh Compressed air 405

6.9.1 Izvori gubitaka Sources of losses 406

6.9.2 Mogunosti utede Energy reduction possibilities 407

6.10 Sistemi za osvetljenje Light systems 408

6.10.1 Efikasnost Efficiency 409

6.10.2 Svetlosni izvori Light sources 409

6.10.3 Mogunodti za utedu Energy reduction opportunities 409

6.11 Toplotni razmenjivai Heat exchangers 410

6.11.1 Toplotni bilans u toplotnom razmenjivau Heat balance of heat exchangers 412

6.11.2 Efikasnost toplotnih izmenjivaa Heat exchanger efficiency 412

6.11.3 Mogunosti za utedu Energy reduction opportunities 413

30

6.12 Suenje Drying 413

6.12.1 Osnovne definicije Basic definitions 413

6.12.2 Vlaga u vlanom materijalu Moisture in wet material 415

6.12.3 Periodi suenja Drying periods 416

6.12.4 Bilans mase Mass balance 417

6.12.5 Bilans energije Energy balance 418

6.12.6 Mere efikasnosti procesa suenja Efficiency of the drying process 419

6.12.7 Mogunosti za utedu energije Energy reduction opprtunities 419

6.13 Uparavanje Evaporation 419

6.13.1 Jedostepeni upariva Single stage evaporator 420

6.13.2 Viestepeni uparivai Multiple effect evaporation 422

6.14 Energetske rezerve procesa Energy reserves of the process 423

6.14.1 Kompozitna kriva Composite curve 426

6.15 Poboljanje energetske efikasnosti Improving energy efficiency 428

6.16 Pitanja Questions 431

6.17 Pitanja/Odgovori Questions/Answers 433

6.18 Literatura References 434

31

1. Koncept nulte emisije Zero emission concept

Jadranka Blaevska Gilev Univerzitet Sv. Kiril i Metodij u Skopju, Tehnolokometalurki fakultet, SkopjeRepublika MakedonijaEmilija FidanevskaUniverzitet Sv. Kiril i Metodij u Skopju, Tehnolokometalurki fakultet, SkopjeRepublika MakedonijaRadoslav GrujiUniverzitet u Istonom Sarajevu, Tehnoloki fakultet ZvornikBosna i HercegovinaMidhat JaiUniverzitet u Tuzli, Tehnoloki fakultet TuzlaBosna i HercegovinaAleksandar JokiUniverzitet u Novom Sadu, Tehnoloki fakultet Novi SadSrbijaZoltan ZavargoUniverzitet u Novom Sadu, Tehnoloki fakultet Novi SadSrbija

The linear model of development seems not to be sustainable. The results are exhaustion of the natural resources and waste accumulation. The Zero emis-sion model, as in nature, predicts the circulation of material flows and conse-quently reduces the emission of material and energy to a minimum, ideally zero. The amount of generated waste is minimum, because almost all flows are used. Besides environmental there is also economic benefit. The import of resources are minimum, local/regional resources are used efficently and new jobs are created.

The problem of waste control and reduction, can be handled by three con-cepts. The first is EndofPipe pollution control technologies, the second is Cleaner Production concept and finally the Zero emission concept. The end of pipe treatment or control of already generated waste while the Cleaner production involves the treatment of production needs more efficient use of resources by reducing pollution. The Zero emission concept, however, seems

32

to be the final solution to waste control and reduction. However, the limits of the previous two concept have to be known. In the final Zero emission solu-tion the previous two concepts, especially Cleaner production, cannot be omitted.

The Industry with zero emission, industrial clusters, ecoindustrial parks and circular economy are given in the following part of the chapter as the practical impacts/benefits of the Concept.

Dosadanji linerani model razvoja, koji je neminovno vodio iscrpljivanju re-sursa i nagomilavanja otpada, pokazao se neodrivim. Model Nulte emisije predvia, slino kao u prirodi, kruenje materijalnih tokova i shodno tome mini-malnu emisiju materije i energije u okolinu idealno nula. Koliina generisanog otpada je minimala, jer se takorei sve iskoritava. Koncept, pored ekolokog benefita, ima i ekonomski jer se uvoz resursa smanjuje na minimu uz istovre-meni zamah lokalnoj/regionalnoj privredi i otvaranju novih radnih mesta.

Za reavanje problema kontrole i smanjenja otpada, generalno postoje tri koncepta. Prvo je nastao koncept kontrole otpada na kraju cevi (EndofPipe pollution control technologies), zatim koncept istije proizvodnje (Cleaner Production concept) i konano koncept nulte emisije (Zero Emissions concept). Koncept kontrole otpada na kraju cevi tretira ve nastali otpad dok koncept istije proizvidnje daje efikasniju upotrebu resursa uz smanjenje zagaenje. Koncept nulte emisije, koji iskoritava i otpadne tokove koje nijeni konceptom istije tehnologije reiti, daje krajnji odgovor na ovo pitanje. Neophodno je, znati domete sva tri koncepta. U konanom reavanju problema Konceptom nulte emisije, prva dva koncepta (pogotovu Koncept istije proizvodnje) imaju mesta.

Koncept Industrije sa nultom emosijom, industrijskog klastera, ekoindu-strijskog parka kao i cirkularne ekonomije dato je u nastavku kao direktna re-alizacija/benefit Koncepta nulte emisije u praksi.

1.1 Odrivi razvoj Sustainable development

Koncept odrivog razvoja se zasniva na definiciji zadovoljenja potreba sadanjih generacija bez ugroavanja mogunosti da i budue generacije zadovolje svoje potrebe. U sutini, ovaj koncept se zasniva na politici koja podstie eko-nomski rast, ali isto tako, podstie zadovoljenje potreba ljudi u cilju pobolj anja kvaliteta ivota bez osiromaenja ivotne sredine. Ta vizija odrivog razvoja zahtijeva drugaiji stav u pogledu ekonomskog rasta i razvoja, gdje se iznos rasta zamjenjuje kvalitetom rasta. U tom smislu provodi se niz aktivnosti na nacionalnom i meunarodnom nivou, u kojima se pozivaju vlade, lokalne vla-sti, preduzea i potroai da definiu i usvoje strategiju za odrivi razvoj.

33

Odrivi razvoj se moe smatrati progresivnim i uravnoteenim u postizanju odrivosti u ekonomskom razvoju, jaanju socijalne jednakosti i kvaliteta i-votne sredine. Ovaj koncept ima prostornu i vremensku dimenziju da ispuni ranije istaknute poznate ciljeve podjednako u cijelom svijetu, kako za sada-nje tako i za budue generacije. Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente (drutvo, ivotna sredina, ekonomija) i smatra se da se odrivi razvoj moe postii kada sve tri komponente istovremeno budu zadovoljene (Slika 1.1). Da se to postigne potrebno je rijeiti veliki broj globalnih i regionalnih problema.

Slika.1.1 Tri komponente odrivog razvoja Figure 1.1 The three components of sustainable development

(Azapagi, 2003)

Socijalna odrivost Social Sustainability

U ovom podruju postavlja se pitanje meugeneracijske jednakosti, u ko-joj moramo naim potomcima osigurati alate i resurse potrebne za preivlja-vanje i uivanje u ivotu. Jedna izreka kae: Mi ne posjedujemo Zemlju, mi samo uvamo nasljedstvo naih unuka. Dakle, moramo nastojati podii ivot-ni standard kod ljudi, tj. osnovne ivotne potrebe, kao to su ista voda i od-govarajua hrana (Pirages 1994. p. 200). Ostala pitanja u ovom podruju su: okolinska pravda, rast stanovnitva, zdravlje ljudi, kulturne potrebe i osobne preferencije. Ovi elementi imaju veliki uticaj na kvalitet naeg ivota, a ne tre-ba zanemariti ni lake mjerljive ekonomske elemente.

Odrivost okoline Environmental Sustainability

Briga o okolini je takoer vrlo vana za odrivost. Prirodni okoli je fiziki kontekst u kojem ivimo. Odrivost zahtjeva da prepoznamo granice nae okoline. Postoje ograniene koliine prirodnih resursa na ovom planetu. Neki

34

od tih resursa, kao to su drvee i divlje ivotinje, su obnovljivi tako dugo dok ih ostavimo dovoljno dugu da se obnove. Ostali resursi, kao to su minerali, obnavljaju se sporo a svaka upotreba iscrpljuje njihove ukupne zalihe. Mora-mo smanjiti nau potronju svih resursa, obnovljivih i iscrpljivih (neobnovlji-vih). Drugi kljuni okolinski problem je smanjenje naeg uticaja na globalni ekosistem. Zemlja je kao organizam i moramo ga zadrati u zdravom stanju. Prirodni ekosistemi mogu preivjeti neke uticaje, ali taj uticaj mora biti dovolj-no mali, tako da se Zemlja moe oporaviti. U nekim sluajevima postoje odre-eni resursi ili elementi ekosistema koji su neophodni za njegovo zdravlje. Za-tita zdravlja ekosistema moe ukljuivati zatitu ugroenih vrsta, ouvanje movara, ili zatitu bioloke raznolikosti u cjelini. Neodrivo stanje se doga-a kada se prirodna bogatstva (zbir svih prirodnih resursa) koristi bre nego to se mogu obnoviti. Odrivost zahtijeva da se u toku ljudskih aktivnosti pri-rodni resursi koriste onom brzinom kojom bi se mogli prirodnim putem na novo obnoviti. Koncept odrivog razvoja nerazdvojivo je povezan s koncep-tom kapaciteta nosivosti. Teoretski, dugorona posljedica degradacije okoline umanjuje sposobnost odravanja ljudskog ivota. Takva degradacija na global-nom nivou mogla bi implicirati izumiranja ovjeanstva. U Tabeli 1.1 prikazana je odrivost u zavisnosti od potronje prirodnih resursa.

Tabela 1.1 Odrivost u zavisnosti od potronje prirodnih resursa Table 1.1 Sustainability depending on consumption of consumption of natural resources

Potronja obnovljivih izvora Stanje okoline Odrivost

Vie nego to se moe obnoviti prirodnim putem

Degradacija okoline

Nije odrivo

Jednako kao to se moe obnoviti prirodnim putem

Okolinska ravnotea

Stabilno stanje privrede

Manje nego to se moe obnoviti prirodnim putem

Obnova okoline

Okolinska odrivost

Ekonomska odrivost Economic Sustainability

Ekonomija je vana u odrivosti zbog ireg znaenja jer kao drutvena nau-ka objanjava proizvodnju, distribuciju i potronju dobara i usluga. Razmjena dobara i usluga ima znaajan uticaj na okolinu, budui da okolina slui kao osnovni izvor ulaza sirovina i kao spremite za odbaene robe.

Dio odrivosti mijenja nain vrednovanja stvari pri emu treba uzeti u obzir ekonomske gubitke usljed potronje ili degradacije prirodnih resursa, kao i brigu za dugorone uticaje.

35

Odrivi materijali Sustainable materials

Jedan veliki globalni problem je neujednaena razvijenost. Rasprostranje-nost siromatva se moe vidjeti iz injenice da samo 20% svjetske populacije koristi skoro 83% od ukupnih svjetskih prihoda. Postoji jaka veza izmeu siro-matva i kvaliteta ivotne sredine, tako to nebriga o okruenju u zemljama u razvoju nastaje kao rezultat siromatva ljudi koji se bore za osnovnu egzisten-ciju. Sa druge strane, zbog siromatva ak jedna etvrtina svih bolesti koje postoje dolaze iz zemalja u razvoju. Meutim jedan od glavnih razloga ugroa-vanja ivotne sredine je neodrivi razvoj od strane bogatih, koji ine manje od 12% svjetske populacije, ali troe izmeu 55% i 65% svjetskih resursa. Zahva-ljujui ovim i drugim svjetskim problemima u ekologiji, kao to su klimatske promjene i naruavanje biodiverziteta, postoje jasni podaci da je ivotna sre-dina ozbiljno ugroena. Ovo se dodatno pogorava na lokalnom i regionalnom nivou, to se posebno odnosi na zagaenje vazduha i stvaranje vrstog otpa-da. Na primjer, svake godine se u Evropi generie oko 2,6 milijardi tona indu-strijskog, poljoprivrednog otpada i otpada iz domainstva. Da bi se olakalo kretanje ka odrivosti na praktinom nivou, prvo je neophodno da se razjasne uzroci neodrivosti, a onda da se razmotre odrive opcije za otpad i na kraju da se odredi koje od ovih opcija e se realizovati. Pritom se trebaju analizirati problemi koji e doprinijeti usvajanju rjeenja uzimajui u obzir okolinu, razu-mijevanje uticaja jedne faze ivotnog ciklusa (naprimjer, proizvodnog procesa) na cjelokupan ivotni ciklus, istovremeno ispitujui uticaj ljudskih aktivnosti na ivotnu sredinu od poetka (nabavka sredstava) do kraja aktivnosti (nasta-nak otpada) (Azapagi, 2003).

Tei se ka odrivoj obradi materijala, tj. trae se naini obrade ili kombina-cije razliitih vrsta tretmana, uz mogunost obnavljanja sirovina, u cilju ouva-nja prirodnih resursa, odnosno tei se ka potpunom iskoritenju ili recikliranju svih otpadnih materijala koji su koriteni tokom proizvodnje (ElHaggar, 2007).

U svakoj grani industrije neophodno je primijeniti obradu otpadnih materi-jala, to je u skladu sa propisima za zatitu ivotne sredine. Neke industrije to rade u manjem obimu, kako bi se smanjili trokovi, dok nove grane industrije planiraju obradu otpada kao integralni dio ukupnih trokova proizvodnje. Do-datni trokovi koji nastaju na ovaj nain, moraju ili da se prenesu na potroa-e ili da se oduzimu od profita firme, to zavisi od trine konkurencije.

Kroz tradicionalnu hijerarhiju upravljanja otpadom, u skladu sa meuna-rodnim propisima, opasni otpad treba da se obradi prije odlaganja. Obrada podrazumeva pretvaranje tetnog otpada u manje tetni otpad. Drugim rijei-ma, obrada znai pretvaranje jednog oblika otpada u drugi oblik otpada. Di-rektni trokovi obrade otpada se poveavaju za cijenu kapitala i opreme (koja obuhvata odravanje, rad i ulaganje u radnu snagu). Ovi direktni trokovi pred

36

stavljaju samo dio ukupnih trokova. Ostali indirektni trokovi se ne mogu lako identifikovati i kvantifikovati. Indirektni trokovi su povezani sa negativ-nim uticajem otpada na ivotnu sredinu, zagaenje vazduha, vode i zemljita.

Otpad i emisije iz proizvodnje su prvobitno predstavljali sirovine i treba ih posmatrati kao sporedne proizvode, a ne kao otpad koji treba pripremiti za ponovnu upotrebu putem reciklae ili ponovne prerade.

U cilju ouvanja prirodnih resursa, potrebno je promijeniti sistem upravlja-nja otpadom, i kroz primjenu procedura za oporavak materijala omoguiti odrivu obradu. Drugaije reeno, neophodno je postii optimalne rezultate u oporavku materijala i to bez unitavanja ivotne sredine i iscrpljivanja prirod-nih resursa. Dakle, tradicionalni tretman moe biti djelimino ili potpuno za-mijenjen novim postupkom obrade za odrivo upravljanje otpadom.

Optimalni pristup koji industrija treba da koristi za eliminisanje negativnih uticaja na ivotnu sredinu podrazumijeva puno uvaavanje prednosti i nedo-stataka svake od tehnika koje se primjenjuju u obradi otpada. Ekonomske indikatore treba odrediti na osnovu analize odnosa trokovi/beneficije, ali svakako u obzir treba uzeti nematerijalne koristi kao to su uticaj na zdravlje, bezbjed-nost i ivotnu sredinu, ukljuujui i korist po ivotnu sredinu zbog zatite od zagaenja. Sama industrija treba da odredi koje tehnike e tom prilikom pri-mjenjivati. Iako su tehniki parametri (kao to su koliina i kvalitet otpada) kljuni faktori, od izuzetne vanosti su ekonomski, politiki, drutveni i psiho-loki faktori.

Da bi se rijeili problemi industrijskog zagaenja, trae se inovativne tehnologije za odrivu obradu, pri emu se primjenjuje nekoliko tehnika za proizvodnju koje manje zagauju kroz:

primjenu sirovina boljeg kvaliteta, smanjenje zagaenja koje potiu od sirovina ili modifikovanje proizvoda,

preusmjeravanje povrataka otpada u proizvodnju ili njihova indirektna primjena kao polu-proizvoda u drugim vrstama industrije,

obrada resursa (ponovna upotreba ili recikliranje) ili spajanje sa drugim industrijskim otpadom za dobijanje korisnih proizvoda,

saglasno propisima o zatiti ivotne sredine, oporavak materijala prema principima odrivog tretmana.

Treba imati u vidu sljedeu injenicu: manji tretman otpada znai nastanak vee tete po ivotnu sredinu. Ako industrija ne obezbijedi obradu otpada, tro kovi za nadoknadu ekoloke tete mogu dostii visoke iznose. Zato je za industriju najbolje rjeenje koje omoguava odrivi razvoj, to znai manji ili nikakav uticaj na ivotnu sredinu ili spreavanje iscrpljivanja prirodnih resur-sa. To se moe realizovati kroz primjenu odrivog tretmana unutar koncepta od sirovine do gotovog proizvoda.

37

1.2. Koncept nulte emisije i drugi koncepti odrivosti Zero emission and other sustainable concepts

Rastom industrijske proizvodnje rastao je i problem nastalog otpada. Ot-pad moemo definisati kao oteen ili neeljan sporedan produkat, suvian material nastao u procesu proizvodnje. Veoma esto, u datom stanju, nema vrednost. Isputanjem u atmosferu moe biti tetan ili toksian. Pod zagai-vaem okoline podrazumevamo bilo koje isputanje otpada u okolinu.

Za problem kontrole i smanjivanje otpada nastalih u industriji, generalno postoje tri koncepta. Istorijski, prvo je nastao koncept kontrole otpada na kraju cevi (EndofPipe pollution control technologies), zatim konvept istije proizvodnje (Cleaner Production concept) I konano koncept nulte emisije (Zero Emissions concept)-

1.2.1 Koncept Na kraju cijevi The End of Pipe concept

to se tie zatite ivotne sredine, u tradicionalnom sistemu upravljanja ot-padom u svakoj vrsti industrije, posebno je vaan tretman na kraju cijevi ili kontrola ve nastalog otpada. Postoji nekoliko vrsta tehnologija za upravljanje otpadom, a koji tip e se izabrati zavisi od nekoliko faktora, kao to su fiziko stanje (vrsto, gasovito ili teno), koliina, karakteristike, stepen sloenosti ot-pada, nivo obrade koji je potreban i tako dalje. Tehnologije za obradu otpada obuhvataju: fizike, hemijske i bioloke tretmane. esto se kombinuje nekoli-ko tehnologija kako bi se postigla vea efikasnost, u smislu ouvanja ivotne sredine i najprihvatljivijeg rjeenje za obradu otpada.

Fiziki tretman otpada (The physical treatment of waste). Fiziki procesi za obradu otpada su: sedimentacija i klasifikacija, centrifugiranje, flotacija, fil-tracija, sorpcija, isparavanje i destilacija, procesi membranske filtracije i tako dalje. Procesi, koji se posebno primjenjuju na opasni teni otpad, obuhvataju razdvajanja suspendovanih vrstih estica ili koloidnih estica dobijenih posli-je procesa filtracije. Vrsta tehnologije koji e se primijeniti zavisi od vrste i koncentracije vrstih estica suspendovanih u tenoj fazi. Fiziki procesi se primjenjuju za izdvajanje vrstog iz tenog otpada, za njegovo smanjenje, pri-kupljanje i pripremu za dalju obradu. Prvo je potrebno provesti fiziko odvajanje vrstog otpada od otpadnih voda radi smanja trokova tokom dalje obrade. Tom prilikom treba teiti ka smanjenju zapremine i poveanju koncentracije otpada. U cilju optimizacije tretmana otpada i njegovog odlaganja, fiziki tre-tman se uglavnom koristi u kombinaciji sa drugim tehnologijama obrade.

Hemijski tretman otpada (Chemical treatment of waste). Primjena hemij-skih reakcija, koje obuhvataju transformaciju tetnog otpada u manje tetnan ili potpuno bezbjedan otpad po ivotnu sredinu, predstavlja hemijski tretman otpada. Neutralizacija, taloenje, koagulacija, flokulacija, oksidacija, redukcija

38

i slino se ubrajaju u hemijske procese koji se primjenjuju za upravljanje otpa-dom. Hemijski postupci obrade imaju prednost zbog smanjenja zapremine ot-pada i pruanja mogunosti da se resursi obnove na bazi otpadnih materija iz industrije. Ovaj tretman omoguava obnovu resursa, proizvodnju korisnih sporednih proizvoda i ekoloki prihvatljivih rezidua. Posebno se koristi za tre-tman opasnog otpada koji se ne obrauje prije odlaganja. To se odnosi i na teni otpad, osim ako nije obraen prije deponovanja, u cilju njegovog kon-zervisanja u neopasni otpad, pretvarajui ga u vrsto ili poluvrsto stanje, i prevodei ga u komponente otpada koje su hemijski stabilnije i manje pokret-ne nakon deponovanja.

Bioloki tretman otpada (Biological treatment of waste). Bioloki tretman se primjenjuje za obradu tenog ili vrstog otpada, kao to je komunalni ot-pad, kontaminirano zemljite i sl. S obzirom na prisustvo kiseonika, bioloki tretmani se dijele na aerobne i anaerobne procese. U aerobnim procesima, u prisustvu kiseonika, organska materija se razgrauje pomou bakterija koje rastu i razmnoavaju se. U anaerobnim procesima se koriste anaerobne bak-terije koje razgrauju organsku materiju bez kiseonika. Aerobni procesi se ko-riste za obradu industrijskog i komunalnog otpada. Anaerobni procesi se koriste za obradu koncentrisanog organskog otpada ili za obradu organskog mulja. Primjena anerobnih bakterija je tehnologije koja se vie primjenjuju na obra-du sloenog toksinog organskog otpada, koji se koristi kao rastvara konta-miniranih podzemnih voda. Aerobne bakterije se uglavnom koriste za tretman kontaminiranog zemljita i mulja od nafte.

1.2.2. Konceptistijeproizvodnje Cleaner production concept

Pojam ista/istija proizvodnja je nastao u trenutku kada se proizvodnja poela posmatrati iz ugla odrivosti materijala. U osnovi ovaj pojam oznaava primjenu istih tretmana (obrade) u proizvodnji i zatiti ivotne sredine, pri emu je potrebno efikasnije korienje resursa i smanjenje zagaenja ivotne sredi-ne. Na ovaj nain se moe uticati na poboljanje zdravlja ljudi i ukupnog nivoa zatite. Svrha ovog vida proizvodnje se odnosi na poveanje ekonomskog pro-fita i stvaranej boljeg okruenja. Glavni pravci iste proizvodnje su prikazani na Slici 1.2. ista proizvodnja podrazumeva domainsko voenje proizvodnje, izmjenu procesa u proizvodnji, ekodizajn proizvoda, ie tehnologije i tako dalje. Godine 1997 Ujedinjene nacije su istu proizvodnju definisale kao, stal-nu primjenu integrisane preventivne ekoloke strategije za procese, proizvo-de i odravanje sa ciljem poboljanja energetske efikasnosti i smanjenja rizika za ovjeanstvo i ivotnu sredinu.

ista proizvodnja je preventivna procedura za upravljanje zatitom ivotne sredine, koja je naslonjena na brzinu ekonomskog rasta zasnovanog na princi-pu odrivosti. Ovom prilikom se moe rei da ona predstavlja win-win stra-

39

tegiju, jer titi ivotnu sredinu, tedi prirodne resurse, poboljava efikasnost industrijske proizvodnje i profitabilnost, te utie na poveanje imida kompa-nija i konkurentnost na tritu. ista proizvodnja je posebno usmjerena na ouvanje prirodnih resursa kao to su voda, energije i sirovina, to prevazilazi tretman na kraju cijevi. Ovaj tretman ukljuuje i pregled proizvoda, procesa i odravanje u smislu odrivog razvoja. Ovi novi proizvodni procesi, osim ouvanja sirovina i energije podrazumijeva i iskljuenjeiz upotrebe toksinih sirovina, smanjenje koliine i toksinosti svih emisija i otpada prije nego su odvojeni od proizvodnog procesa. ista proizvodnja se postie kroz primjenu poboljanih tehnologija i kroz promjenu parametara postojeih tehnologija. Konceptualne i proceduralne prednosti proizvodnje se odnose na smanjenje rizika po ljude i ivotnu sredinu. istu proizvodnju karakterie smanjenje trokova proizvod-nje, to utie na poboljanje efikasnosti procesa. to se tie potrebnih investi-cija, kljuna razlika u odnosu na tretman na kraju cijevi je u potrebi dodat-nih investicija. I dalje treba da se pravi razlika izmeu tehnologije i procesa. Proces moe da bude ist bez promjene procesne opreme (bez dodavanja novih komponenti), odnosno sa promjenom naina rukovoenja procesom, kroz realizaciju poboljanja sistema organizacije. ista proizvodnje moe, ali i ne mora, da sadri iste tehnologije. Ulaganje u istu proizvodnju kroz primje-nu istih tehnologija je lake za definisanje ulaganja u odnosu na ostatak proi-zvodnje. Fokus tehnologija iste proizvodnje (otpad, potronja, proizvodi i us-luge, distribucija, nabavka sirovina i proizvodnja) je prikazan na Slici 1.3. ista proizvodnja dovodi do smanjenja neistoe i otpada, kao i smanjenja koliine neobnovljivih ili tetnih ulaznih komponenti.

Slika 1.2. Opti ciljevi iste proizvodnje Figure 1.2 The overall objectives of clean production (www.globalenviro.com.au/images/cleanprod.gif)

40

Slika 1.3. Fokus tehnologija iste proizvodnje Figure 1.3. The focus of clean production technology,

(www.gec.jp/CP_DATA/english/processCPe2.gif)

Izmeu iste proizvodnju i koncepta Na kraju cjevi postoji znaajna razlika. Koncept Na kraju cjevi odnosi se na kontrolu nastalog otpada. Koncentrisan je na odreeni vremenski period, odreene trokove i odreenu odrivost. Kontrola zagaenja slijedi pravilo reaguj i tretiraj, dok se ista proizvodnja zasnova na pravilu prevencija je bolja od djelovanja. ista proizvodnja je fo-kusirana na sljedee:

dobro planiranje proizvodnje, uvoenje promjena u proces: dobra procesna kontrola, promjena opre-

me, promjena u tehnologiji, promjena sirovina, uvoenje promjena kod gotovih proizvoda i uvoenje recikliranja: interno, eksterno (korienje nusproizvoda).

Dobro planiranje proizvodnje. Razumijevanje dobre prakse rada, to po-drazumijeva smanjenje emisije i otpada, kao i ouvanje prirodnih resursa kroz optimizaciju procesa i otklanjanja greaka, spreavanje da se predoziraju komponente koje dovode do neeljenih trokova. To se moe realizovati kroz uputstva za proizvodnju, uvanje, skladitenje i rukovanje materijalima. Neko-liko osnovnih uputstava, koji treba da budu uzeti u obzir:

proizvodnja minimalne koliine otpada i emisije tetnih gasova kroz ot-klanjanje greka na svim proizvodnim linijama. Paljivo zatvaranje svih rezervoara za skladitenje materijala kada se ne koriste.

smanjenje gubitaka ulaznih materijala kroz njihovu potpunu preradu i pravilno skladitenje.

obuka zaposlenih i stimulisanje za stalno smanjenje koliine nastalog ot-pada.

41

razdvajanje opasnog i neopasnog otpada u cilju smanjenja zapremine opasnog otpada.

Dobra procesna kontrola. Dobre prakse omoguavaju efikasno i efektivno planiranje i regulisanje procesa. One pruaju optimalne uslove za preradu, uz paljivo troenje sredstava, proizvodnju i stvaranje otpada. Uslovi proizvodnje (, pritisak, sadraj vode, vrijeme) se mogu stalno mjeriti, pratiti i regulisati u optimalnim granicama. Dobra kontrola parametara implicira utedu energi-je, vode i sirovina, to vodi prema poveanju efikasnosti industrijskog procesa uz malu emisiju i minimalno stvaranje otpada.

Promjena opreme. Ova tehnika ukljuuje izmjenu postojee opreme, koja utie na poboljanje procesa, korienja sirovina, vode ili energije i smanjenje emisije u ivotnu sredinu. Na primjer, zamjena mazuta u proizvodnji industrij-ske energije sa prirodnim gasom prua ekonomsku i ekoloku korist. U sasta-vu industrijskog tenog goriva (mazuta) nalazi se visok procenat sumpora, te-kih metala i neistoa. Iz sumpora nastaju sumporni oksidi, dok teki metali stvaraju metalne okside, koji mogu biti opasni po zdravlje ovjeka. Iz mazuta kod visokih temperatura nastaju azotni oksidi, koji su tetni za ivotnu sredi-nu. Pored toga, ovo gorivo ima nizak stepen iskoritenja i visok procenat ugljovodonika koji se izdvajaju. Prirodni gas ne sadri (ili sadri malu koliinu) simpora, tekih metala i neistoa koje emituju nizak nivo azotnih oksida ili ugljenikovih oksida. Upotreba prirodnog gasa smanjuje zagaenje i poveava efikasnost iskoritenja.

Promjena tehnologije. Promjena tehnologije je orjentisana ka izmjeni pro-cesa u pravcu smanjenja sirovina, vode, energije, a time i emisije i otpada. Promjene u tehnologiji podrazumijevaju zamjenu postojeih procesa sa no-vim procesima koji zahtijevaju manje energije, a omoguavaju poveanje efi-kasnosti. Na primjer, cement se proizvodi mijeanjem gline i pijeska sa drugim aditivima u suvom ili vlanom procesu, pri emu se kod primjene suve tehno-logija koristi manje energije. Da bi se dobio gotovi proizvod, tokom mokrog procesa treba ispariti vodu nakon postupka mijeanja, to zahtijeva potronju velike koliine energije. Suvi proces zahtijeva utroak manje koliine energije i omoguava manju emisiju zagaujuih materija. Meutim, izmjena tehnologi-ja je posljednja opcija koja se nudi u istoj proizvodnji.

Pozitivni efekti iste proizvodnje (The positive effects of clean producti-on). ista proizvodnja moe dovesti do smanjenja operativnih trokova, pove-anja profitabilnosti i bezbjednosti na radu i do smanjenja negativnog uticaja proizvodnje na ivotnu sredinu. Tom prilikom reijski trokovi se stalno sma-njuju na minimalnu vrijednost ili proizvodnja tee bez kapitalnih trokova sa kratkim periodom za povrat uloenih sredstava.

42

ista proizvodnja je korisna za biznis i industriju zbog: smanjenja trokova nabavke sirovina, smanjenja trokova za odlaganje otpada, smanjenja trokova za obezbjeenje zdrave ivotne sredine, unapreenja odnosa sa javnou/poveanje imida preduzea, unapreenja performansi preduzea, poboljanja konkurentnosti na regionalnom i meunarodnom tritu i olakanja primjena propisa o zatiti ivotne sredine.ista proizvodnja, isto tako, pomae kod rijeavanja ozbiljnih rastuih pro-

blema kao to su: zagaenje vode i vazduha, oteenje ozonskog omotaa, globalno zagrijavanje, vrsti i teni otpad, smanjenje resursa, zakiseljavanje ivotne sredine i smanjenje biodiverziteta.

Realizacija koncepta iste proizvodnje (Clean production solutions). Za uspjeno provoenje koncepta iste proizvodnje (realizacija programa za po-novnu upotrebu ili recikliranje neiskorienih roba i korienje otpada) u indu-striji je potrebno provesti sveobuhvatnu edukaciju zaposlenih. Pri tom je po-trebno napraviti detaljnu kvantitativnu analizu koliine i vrste otpada nasta-log i odloenog u toku godine dana.

U novim industrijama, koje koriste otpad iz prethodnih grana industrije, ko-riste se odreeni aditivi koji se dodaju radi postizanja odgovarjueg kvaliteta proizvoda. Bez obzira na to, kvalitet i kvantitet nastalog otpada varira u zavisnosti od naina voenja industrijskih procesa. Da bi se ovi nedostaci prevazili, potrebno je uspostaviti stroije uslove za izdavanje dozvola, licenci i podrke industrijskim pogonima. U principu, novootvoreni industrijski objekati imaju du gorona rjeenja za industrijski otpad u pogledu zatite ivotne sredine. Tretman otpada, radi bezbjednog odlaganja, esto moe da kota vie od iz-gradnje potpuno novih industrijskih kapaciteta koji e otpad iz prethodne in-dustrije koristiti kao vlastitu sirovinu. Ovakav nain planiranja i rada vodi ka ekonomskoj stabilnosti zajednice.

1.2.3. Konceptnultaemisija Zeroemissionconcept

Koncept istije proizvodn ije, oigledno predstavlja napredak u odnosu na koncept na kraju cevi, jer ima za cilj smanjivanje nastajanje otpada. Meutim, i nakon primene koncepta istije proizvodnje, postoke itav niz procesa sa izlaznim materijalnim tokovima koji ne predstavljaju proizvod. Ako se ovi to-kovi ne nau primenu neminovno predstavljaju otpad. Kombinacija koncepta istije proizvodnje i koncepta kontrole otpada na kraju cevi takoe ne reava problem. Primena koncepta nulte emisije vrimo konverziju i upotreba izla-znih materijala kao ulaza za druge procese. Ovo moe biti u okviru inste indu-strije ili povezano sa drugom industrijom pa ak i regionom. Cilj je kruni tok

43

materija, koja je za neki proces otpad izlazni neupotrebljiv materijalni tok a za drugi proces korisna sirovina.

Cilj koncepta je maksimalna produktivnost resursa i poveanje ekoefika-snosti uz istovremeno eliminacije otpada ili zagaenja. Pod ekoefikasnou podrazumevamo ekonomsku efikasnost koja ima pozitivne benefite sa stano-vita zatite ivotne sredine (Tapas, 2005). Oba koncepta, koncept istije proi-zvodnje koncept nulte emisije imaju za cilj efikasnost, kako sa stanovita za-tite ivotne sredine tako sa ekonomskog. Kod koncepta istije proizvodnji pr-vestvenmi cilj je efikasnost sa stanovita ivotne sredine a zatim ekonomski benefit, dok je kod koncepta nulte emisije cilj ekonomski benefit uz pozitivne efekte na ivotnu sredinu. ini se da je koncept nulte emisije krajnji odgovor na problem otpada.

Uspenu realizaciju koncepta nulte emisije zahteva industrija visoke efika-snosti i maksimalno iskorienje resursa uz smanjivanje ili potpunu eliminaciju otpada i zagaivaa. Pored industrije visokih performansi, koja minimizuje na-stajanje otpada neophodno je i prelazak industrije proizvodnje sa konvencio-nalnog linearnog na cirkularni model. Kod konvencionalne linearne industrij-ske proizvodnje, sirovine zavravaju na kraju procesa kao otpad. Kod cirkular-nog modela, izlazni otpadni tokovi koriste se za druge procese ili industriju. Idealno, svi materijalni tokovi krue i ne proizvodi se otpad. Industrija I dru-tvo u celini treba da funkcionie kao prirodni ekoloki sistem, koji kad je u ravnotei ne proizvodi otpad.

Sa ekoloke take ovo se ini, koncept nulte emisije predstavlja krajnje re-enje za ukanjanje otpada kako na globalnom tako i na lokalnom nivou. Pot-puno iskorienje sirovina uz korienje obnovljivih izvora daju nadu u prela-zak na odrivo korienje resursa nae planete.

Sa stanovita ekonomije, ovo takoe ima pozitivan efekat. Ovo znai veu konkurentnost i efikasnost a ujedno i zamah lokalnoj privredni. Vie korienje lokalnih resursa znai i nova radna mesta. Treba rei, da pored korienja ot-pada kao resursa za druge proizvode moe da se koristi i kao energetska Pri realizaciji koncepta nulte emisije, kao zaokruene celine tok materije, razliku-jemo vie nivoa sistema (Tapas, 2005).

1. Mali sistemi Ovo moe da predstavlja jednu fabriku ili malu farmu. Zatvoreni su I

marterijalni i energetski tokova. Ovo se pre svega moe ostvariti u po-ljoprivredi I prehrambenoj industriji, gde se otpadni tokovi mogu koristi i kao energenti.

2. Veliki sistemi Vrlo esto da bi se materijalni i energetski tokovi zaokruili neophodno

je da vie industrija formijau klastere. U krunom toku, otpadni I spo-redni tokovi jedne industrije korisate kao sirovina za druge. Mogue je u ovakvim sistemima zaokruiti I energetske tokove.

44

3. Regionalni sistemi Ceo koncept realizuje se na regionalnom nivou. U cilju realizacije koncepta

neophodno je odrivo regionalno planiranje kao i ukljuivanje drutva u celini.

Proizvodi na bioosnovi Biobased products

Jedan od vanih elemenata pri realizacji koncepta nulte emisije su proizvo-di na bio osnovi. Proizvodi na bio osnvi doprinose jaanju odrivosti prirodnih resursa i imaju pozitivan ekonomski efekat. Sa stanovita zatite ivotne sredine dobijanje proizvoda na bio osnovi mogu biti mnogo prihvatljivije od analognih procesa petrohemijske industrije. Ovo znai i velike mogunosti za razvoj ru-ralnih podruja. Dobijanje proizvoda na bio osnovi ostvarili bi se u biorafineri-jama to bi predstavljalo pribliavanje procesa u prirodi. Prema definiciji NREL (US National Renewable Energy Laboratory) Biorafinerija predstavlja ureaj koji integrie process konverzije biomase I ureaje u cilju proizvodnje goriva, energije i hemikalija (Gravitis, 2007).

Zamenom rafinerija na bazi nafte sa biorafinerijom namee dopunu dosa-danjeg 3R pristupa (Reduce smanji, Reuse ponovno upotrebi, Recycle recikliraj) sa 4R pristupom (Replace zameni, Reduce smanji, Reuse po-novno upotrebi, Recycle recikliraj).

Biotehnoloke nauke, u kombinaciji sa sadanjim procesnim tehnikama I onima koje su u razvoju, mogu postati osnova za stvaranje irokog spektra in-dustrijskih proizvoda iz obnovljivih biljnih resursa. Ovi industrijski proizvodi sa biolokom osnovom ukljuuju tena goriva, hemikalije, maziva, plastine mase, graevinski materijal itd. Proizvodi zasnovani na bio osnovi su ekoloki prihvatljiviji, nego to je to sluaj sa proizvodima dobijenim na bazi nafte, zato to bio osnova u sebi sadri mnogo manje tetnih supstanci po ivotnu sredi-nu. Kao obnovljivi izvor energije, biomasa ne doprinosi emisiji ugljendioksida u atmosferu, kao to je to sluaj sa fosilnim gorivima. Industrijske proizvode na bazi nafte postepeno zamenjuju proizvodi sa bio osnovom.

Postojei proizvodni sistemi i upravljanje njima bazirano je na korienju fosilnih resursa, koji se na tritu svrstavaju u neobnovljive izvore energije. Ogranienja u dostupnosti fosilnih resursa i prirodne katastrofe izazvane nji-hovom upotrebom naglaavaju potrebu za zamenom ovih resursa obnovlji-vim izvorima energije. Koncept nulte emisije, sa tehnologijom koja u osnovi ima biomasu i integrisana je u industrijskei klastere, omoguava novo uprav-ljanje proizvodnjom u cilju odrivog razvoja.

Osnovni korak u radu biorafinerije je da odvaja biljni proizvod, lignocelulo-zu u gradivne blokove: fenole i eere. Proizvodi biorafinerija predstavljju do-datnu vrednost postojeim proizvodima, a kreu se od osnovnih sastojaka hrane do sloenih lekova, kao i od jednostavnih graevinskih materijala do

45

sloenih industrijskih materijala. Strategija zamene naftnih derivata hemikali-jama iz biomase neophodne su u integraciji industrije u klastere nulte emisije. Ekonomska korist od biorafinerija je znaajna. Potvren je napredak novih i konvencionalnih tehnologija u razvoju koncepta biorafinerija, kao to su ek-splozija pare, piroliza, itd. Primena koncepta nulte emisije u prehrambenoj in-dustriji moe da eliminie trokove tretiranja i odlaganja otpada, pa ak i da utie na cene sirovina ili usluga. Neki od ovih razloga su velike prednosti nulte emisije, ukljuujui sistem efikasnijeg korienja ljudskih i fizikih resursa.

Industrija sa nultom emisijom Zero emissions industries

Pod industrijom sa nultom emisijom podrazumevamo industriju bez otpa-da odnosno bez isputanja u okolinu bilo koje emisije. U ovakvom proizvod-nom sistemu (Slika 1.4) generee se i isputa u okolinu minimum otpada ide-alno nula. Kod ovakve industrije jedini ulaz su sirovine pomou kojih se dobi-jaju vredni proizvodi i energije. Jedini izlazi su produkti I sporedni proizvodi koji predsttavljaju sirovinu za drugi proces/ureaj ili industriju. Otpad ili spo-redni proizvod, generisan tokom procesa se rekuperira pomou raznih tehno-logija.

Cilj je dobijanja industrijskog procesa koji ne generie otpad. U sluajevima kada se problem otpada ne moe reiti u okviru jedne industrije, razvija se tehnologija koja omoguava korienje otpada jedne industrije kao ulazne si-rovine u drugoj industriji.

Industrija ekologija ima za cilj projektovanje i rad industrije kao ivog siste-ma povezanog sa prirodnim sistemom. U vezi s tim vano je istai pojam indu-strijski metabolizam. Ovo predstavlja analogiju sa metabolzmom biosfere, koja predstavlja takorei idealni reciklirajui sistem. Dok komponente biosfe-re imaju sposobnost bioloke regeneracije, ovo nije uvek sluaj industrijskih sistema, prvenstveno zbog korienja fosilnih goriva, koji nemaju sposobnst regeneracije u okviru sistema. Iz tog razloga bitan elemenat industrijske eko-logije je projektovanje tokom ivotnog veka proizvoda i procesa.

Eko-industrijski park Eco-industrial Park

Ekoindustrijski park predstavlja zajednicu proizvodnje i usluge koja tei poboljanim ekolokim i ekonomskim performansama to se postie sarad-njom u upravljanju okolinom i resursim ukljuujui energiju, vodu i materijal (Lowe and Warren, 1996). Ono to je bitno, da ovakva zajednica ima vee be-nefite nego suma benefita kompanija kada bi svaka radila za sebe. Saradnja na pomenutim osnovama daje zbirno vei benefit.

46

Slika 1.4 Pojednostavljeni ematski prikaz Koncepta nulte emisije Figure 1.4 Simplified schematic presentation of Zero emission concept

(http://www.ebara.co.jp/en/zeroemission/)

47

Metodologija koncepta nulte emisije Zero Emissions concept Methodology

U cilju uspene realizacije koncepta nulte emisije u procesu proizvodnje, korisno je pridravati se sledeeg sistematskog postupka:

Analiza toka materijeTreba utvrditi da li su svi materijalni inputi nalaze u konanom proizvodu.

Odsustvo otpada znai da se svi materijalni inputi nalaze u konanom proizvo-du. Mora se rei da je mali broj industrija gde je ovo sluaj. Jedna od retkih je industrija cementa.

Ako se prolaz materija nije totalan tada treba ispitati da li dobijeni proi-zvod moe lako da se reintegrie u ekosistem bez dodatnih trokova za proce-siranje, energetskih ili transportnih trokova. Ovo je retko sluaj. Kod veine industrije koncept nulte emisije se ne moe postii unilateralno.

Inventar ulaza i izlazaU sluaju nastajanja otpada treba izvriti procenu svih ulaza i izlaza kao i

inventar otpada. Ovako dobijeni podaci daju pregled resursa i potreba kom-panije, to e sluiti kao osnov za modifikaciju procesa u cilju postizanja nulte emisije.

Analiza Industrijskog metabolzima proizvoda (ulaza, upotrebe materijala, oekivanog ivotnog veka) treba da pomogne odreivanje puta koji ima naj-manji uticaj na okolinu.

Konana postupak se kompletira odreivanjem najefikasnijeg naina za ponovnu upotrebu izlaznog toka kao i odreivanje industrije koja bi mogla da koristi otpade kao sirovinu.

Materijalni i energetski bilansi se takoe rade u ovom koraku. Kao to je cilj minimizacija otpada tako je cilj i minimalna emisija energije u okolinu.

Izgradnja industrijskog klastera Industrial Cluster setup

Tamo gde se nulte emisije ne moe ostvariti u okviru date industrije, na-mee se potreba uspostavljanja industrijskih klastera. Rezultati analize ulazaizlaza daju odgovor na pitanje koje industrije treba ukljuiti u klaster, odnosno povezivanje industrije koje stvaraju otpad i industrije koje mogu koristiti ove otpade kao ulazne inpute.

Treba izgraditi efikasne klastere, to namee inovativna reenja, gde su mogue veze izmeu naizgled nesrodnih industrija. Pri traenju industrijskog klaster partnera najvaniji podaci su svakako vrste i koliine otpada. Geograf-ska lokacija budueg potencijalnog partnera takoe je vana i moe biti klju-ni faktor pri optimizaciji razmene otpada.

48

Primer 1.1

Industrijski klaster Kalundborg, Danska (Grann, 1994). Ovaj integrisani si-stem razvijao se od 1970. godine. Centralno postrojenje u ovom industrij-skom klasteru predstavlja lokalna elektrana koja proizvodi viak pare. Viak pare koristi loakalna rafinerija Statoil (uteda od 19.000 tona nafte godinje). U Statoil rafineriji uklanja se viak fosfora uklanja se iz gasa, koji se koristi u elektrani kao zamena uglja (uteda od 30.000 tona uglja godinje). Uklonjeni fosfor koristi se kao sirovina u fabrici za proizvodnju sumporne kiseline. Elek-trana vri desulfurizaciju dimnih gasova u procesu u kojem se dobija kalcijum sulfat, koji koristi Gyproc kompanija za proizvodnju zidnih ploa. Ova kompa-nija za svoje energetske potrebe koristi viak gasa iz Statoil rafinerije. Otpad-na voda iz Statoil rafinerije se odvodi u Elektranu, gde se preiava I koristi kao napojna voda I kao voda za ienje ureaja. Otpadna toplota iz elektra-ne koristi lokalni ribnjak koji proizvodi 250 tona ribe godinje. Mulj iz ribnja-ka I biotehnolokog postrojenja se koristi ubrivo. Konano pepeo I klinker iz Elektrane se prodaje I koristi se u cementarama i za izgradnju puteva.

Razvoj konverzionih tehnologija Conversion technologies development

Najlaki nain povezivanja industrijskih klastera je posredstvom jednostav-ne, direktne izmene otpada.

Sledei najlaki put je razvoj intermedijarnog procesa koji e prihvatiti po-stojeu otpadnu struju, konvertovati je u korisnu formu, i proslediti je indu-striji kojoj je potrebna.

Projektovani otpad Designed waste

Korienje konverzionih tehnologija se moe izbei projektovanjem proce-sa da das eljeni projektovani otpad, koji je pogodan za datu industriju. Tako se na primer u pivarama za pranje boca moe koristiti srestvo na bazi eera. Prednost ovog sredstva to se nakon korienja moe direktno pustiti u vode-ne tokove (Tapas, 2005).

Ogranienja Constraints

Koncept nulte emisije ima svakako i svoja ogranienja. Prvo, nemogue je u potpunosti eliminisati otpad, nego ga ovim pritupom svesti na minimum. Ostvarivanje industrijskih klastera omoguava maksimano iskorienja resur-sa, Umreavanjem tokova, meutim, ima i cenu: ovakav siste je krut i neflek-sibilan.

49

1.3. Cirkularna ekonomija Circular economy

Cirkularna ekonomija se bazira na konceptu nulte emisije. Kao i kocept nulte emisije i cirkularna ekonomija predstavlja pomak od ekonomije bazirane na li-nearnom modelu industrije, koja uvozi sirovine i generie otpad, ka cirkularnoj ekonomiji. Cirkularna ekonomija bazira se na korienju regionalnih materijal-nih i energetskih resursa. Inovativnim tehnologijama koriste se domae sirovina i otpadni tokovi. Na ovaj nain jedna jedina kompanija postaje izvor za itav niz usluga: skupljanje, transport i prerada otpada i materijala u energente ili sirovi-ne za druge industrije. Pare poreznih obveznika kod ovake ekonomije, maksi-malno ostaju u datoj zemlji, jer se potreba za uvozom minimizuje. Otpad se pre-poznaje kao korisna sirovina i lokalnu krui u duhu cirkularne ekonomije. Mate-rijalni i energetski tokovi se optimizuju to vodi ka optimalnom iskorienju ma-terijala i minimalnoj energetskoj potronji. Cirkularna ekonomija ima i pozitivan efekat sa stanovita zatite ivotne sredine, vodi ka ublaavanju klimatskih pro-mena, minimizira problem skladitenje otpada, smanjuje pritisak na neobnovlji-ve izvore energije i konano smanjuje energetsku i sirovinsku zavisnost.

Za realizaciju koncepta Cirkularne ekonomije nisu dovoljne samo tehnikotehnoloki preduslovi. Neophodni su odgovarajui socijalni, kulturni, finansij-ski, pravni. Instucionalni i politiki okviri. Imajui nabrojane parametre, pot-puno istovetna reenja nisu primenljiva u svim zemljama.

Neophodna je analiza potreba i resursa odgovarajue regije i izvriti optimal-no upravljanje materijalnim tokovima i cilju maksimalnog iskorienja lokalnih resursa i otpadnih tokova. Sistemski prilaz zadatom cilju, uz minimalna ulaga-nja, strateki je cilj. Treninzi i obuke su sastavni deo programu pri realizacije koncepta Cirkularne ekonomije.

Nekoliko modela Cirkularne ekonomije sa malim razlikama primjenjuje se u mnogim zemljama. Jedan od modela je definisan 1996 godine u dokumentu Njemake savezne vlade kao reciklana ekonomija (RE). Poslije kratkog vreme-na, Japanska vlada je osnovala program za postizanje koncepta RE kroz imple-mentaciju dobrog dizajna proizvoda i sveobuhvatni oporavak resursa. Cirku-larna ekonomija (CE) je inicijativa koju je dala kineska vlada.

Slikoviti prikaz razlike izmeu Linerane i cirkularne ekonomije dat je na Sli-ci 1.5, dok je na Slici 1.6 dat je prikaz tokova materije.

Njemaka vlada je 1996. godine usvojila novi zakon o reciklai i nekoliko eko-nomskih zakona, koji omoguavaju da se recuklaa provode kroz zatvoreni ciklus. Ovi zakoni obuhvataju ivotni ciklus proizvoda, potronju, oporavak ili raspolaga-nje u cilju minimiziranja koliine generisanog otpada u proizvodnim procesima i podsticanje dizajniranja proizvoda, koji se lako moe ponovo upotrebiti ili recikli-rati u skladu sa principom posljedina odgovornost proizvoaa i potroaa.

U tom smislu, strategija za spreavanje generisanja otpada i reciklau je ekonomska kima nemakog zakona o reciklai. Nemaka je pokrenula brojne

50

projekte podrke sprovoenju ekonomskih zakona o reciklai. Nemaki insti-tuti i konsultantske firme podravaju implementaciju propisa i daju uputstva o primjeni istije proizvodnje, analize ivotnog ciklusa proizvoda i dizajn alata za zatitu ivotne sredine u industrijskim sektorima.

Prema podacima Japanske agencije za ivotnu sredinu, Japan godinje troi 1950 miliona tona prirodnih resursa i uvozi 700 miliona tona sirovina. Istovre-meno godinje se generie 450 miliona otpada (industrijski i komunalni). Preko 60% otpada se spaljuje ili odlae. Trenutne procjene predviaju da e preostali kapaciteti deponija biti iscrpljen do 2007. Kao rezultat toga, Japanska vlada je usvojila sveobuhvatan program za podsticanje ekonomije recikliranja kroz se-riju zakona; kao osnovni zakon za podsticanje stvaranja drutva orijentisanog ka reciklai i promovisanje efikasnog korienja recikliranih resursa. Osnovni zakoni za reciklau i podzakonski akti su usvojeni sa ciljem da podre zakon o reciklai kao zakon za promociju selektivnog prikupljanja i reciklau ambala-nog materijala (2000), koja predstavlja vie od 25% od ukupnog otpada.

Vlada Kine je predstavila cirkularnu ekonomiju kao rezultat pritisaka od strane meunarodne zajednice da sprovede odrivi razvoj, kao i detaljan pri-stup odrivom razvoju, koji su trajali vie od jedne decenije. Prema Odboru za zatitu ivotne sredine i resursa, Kina je izabrala cirkularnu ekonomiju kao glavno sredstvo u borbi protiv degradacije ivotne sredine i primjene odrivog razvoja, ali razvoj privrede i dalje ima snanu pravnu pomo, zbog ega je ne-ophodno da se provede privremeni zakon i da se pomogne izgradnja drutva sa razvijenom svijesti za recikliranje materijala (E1Haggar, 2007).

Na Slici 1.7. je predstavljen cirkularni dijagram koji postoji na regionalnom nivou (izmeu vlade, preduzea i domainstva) i na globalnom nivou.

Slika 1.5. Prelaz iz linearne u cirkularnu ekonomiju (privredu) Figure 1.5. The transition from linear to circular economy

(http://www.ubuonline.co.uk/ecoversity/content/695163/cradle_to_cradle/)

51

Slika 1.6. Cirkularni dijagram toka Figure 1.6 Circular flow diagram

(www.wiki.ubc.ca/images/6/65/Circular_Flow_Simple.jpg)

52

Slika 1.7. Cirkularni dijagram plaanja Figure 1.7 Circular diagram of payments

(www.wps.prenhall.com/.../chapter17/fg05_00100.gif)

53

1.4 Pitanja Questions

1. ta se podrazumeva pod odrivim razvojem?2. Koje komponente sainjavaju odrivi razvoj?3. ta misli zato je vana socijalna odrivost?4. ta su odrivi materijali?5. Objasnite razliku izmeu tradicionalnih postupaka obrade i odrivih

postupaka obrade otpada!6. Direktni i indirektni trokovi obrade otpada?7. Objasnite tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih

inovativnih tehnologija za odrivi tretman!8. Objasnite pojam na kraju cijevi i tehnologije koje ovaj tretman otpa-

da obuhvata!9. Definiite povoljne aspekte za poslovanje i industriju iste proizvodnje!

10. Na emu se zasniva ista proizvodnja?11. Razlika izmeu koncepta na kraju cevi i koncepta istija proizvodnja! 12. Objasnite koncept nulte emisije! 13. Razlika izmeu koncepta nulte emisije i ostala dva kocepta!14. Da li primena koncepta nulte emisije iskljuuje prethodna dva koncepta?15. ta je Ekoindustrijski park?16. Kako se u praksi moe realizovati kocept nulte emisije?17. Naglasite potencijalne aspekte koncepta cirkularne ekonomije!

1.5 Pitanja/Odgovori Questions/Answers

2. Koje komponente sainjavaju odrivi razvoj? Odrivi razvoj se sastoji od tri komponente (drutvo, ivotna sredina i

ekonomija), a ciljevi odrivog razvoja se mogu postii ako su zadovo-ljene sve tri komponente istovremeno.

7. Objasnite tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih inovativnih tehnologija za odrivi tretman!

Postoje sljedee tehnike koje se primjenjuju u proizvodnji za stvaranje novih inovativnih tehnologija odrivog razvoja: upotreba sirovina boljeg kvaliteta, smanjenje zagaenja koje dolazi

iz sirovina i modifikacija proizvoda, ponovno ukljuenje otpada iz proizvodnje ili njegova direktna pri-

mjena kao poluproizvoda u drugim granama industrije, obrada resursa (ponovna upotreba ili reciklaa) ili spajanje sa dru-

gim industrijskim otpadom za dobijanje korisnih proizvoda, saglasno sa propisima o zatiti ivotne sredine, oporavak materijala

prema principu odrivog tretmana.

54

8. Objasnite pojam na kraju cijevi i tehnologije koje ovaj tretman otpa-da obuhvata!

Tretman na kraju cijevi ili kontrola ve formiranog otpada iz aspekta zatite ivotne sredine je veoma vana tehnologija u tradicionalnoj hije-rarhiji upravljanja otpadom iz bilo koje industrije. Postoji nekoliko vrsta tehnologija za upravljanje otpadom, a koja vrsta e se odabrati zavisi od vie faktora, kao to je agregatno stanje (vrsto, teno ili gasovito), koli-ina, svojstva, da li se radi o jednostavnom ili sloenom materijalu, koliki stepen obrade se zahtijeva i sl. Tehnologije za tretman otpada obuhva-taju sljedee vidove tretmana: fiziki, hemijski i bioloki tretman.

1.6 Literatura References

Azapagic A, Emsley A, Hamerton I (2003) Polymers: The Environment and Sustaina-ble Development, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.

ElHaggar S (2007) Sustainable Industrial Design and Waste Management, Elsevier Science & Technology Books, June 2007.

Grann H (1994),The industrial symbiosis at Kalundborg, Denmark. Paper presented at the National Academy of Engineerings Conference on Industrial Ecology, Irvine, CA (May 913).

Gravitis J (2007) Zero techniques and systems e ZETS strength and weakness, Jour-nal of Cleaner Production 15, pp. 1190 1197

http://www.ebara.co.jp/en/zeroemission/http://www.ubuonline.co.uk/ecoversity/content/695163/cradle_to_cradle/Lowe E and Warren J (1996) The Source of Value: An Executive Briefing and Sourcebook

on Industrial Ecology. Richland, Washington: Pacific Northwest National Laboratory.Pirages, D (1994) Sustainability as an Evolving Process. Futures, 26(2), 197205.Tapas K. Das (ed) (2005) Toward zero discharge: Innovative methodology & technolo-

gies for process pollution prevention, WileyInterscience, New Jersey www.gec.jp/CP_DATA/english/processCPe2.gifwww.globalenviro.com.au/images/cleanprod.gifwww.wiki.ubc.ca/images/6/65/Circular_Flow_Simple.jpgwww.wps.prenhall.com/.../chapter17/fg05_00100.gif

Preporuena literatura Recommended literature

Gravitis J, Abolins J, Kokorevics A (2008) Integration of biorefinery clusters towards zero emissions, Environmental Engineering and Management Journal September/October, Vol.7, No.5, 569577

Nguyen U and Schnitzer H (2008) Zero emissions systems in the food processing in-dustry 3rd IASME/WSEAS Int. Conf. on Energy & Environment, University of Cam-bridge, UK, February 23-25

Ruediger K (2007) Towards a sustainable society: United Nations Universitys Zero Emissions Approach Journal of Cleaner Production 15, 1198 1204

55

2. Ekoloka odrivost i industrija Environmental sustainability and industry

Technology has a very important role in sustainable development. The tech-nologies are used to extract resources and to get useful products. The linear model of development results in exhaustion of the natural resources and waste generation. The linear model of development is to be replaced by sus-tainable one like cyclic sustainble development model. The main component of both models are given in this chapter. It is essental to have a clear picture of the main differences between these two models.

The possible impact on the environment during product or process life are given in the part Life cycle assesssment (LCA): The effect of our activities are given in the following part Carbon footprint.

In the followig text the reader will know which material is appropriate for eco design.

Sustainable agriculture and food production combines the goals of sustaina-ble development. Sustainable technologies use less energy, fewer limited re-sources, do not deplete natural resources, do not directly or indirectly pollute the environment, and can be reused or recycled at the end of their useful life.

The Environmental Management System is important part of sustainabili-ty, epically related to industry. According to ISO 14000 the term Environmen-tal Management means management with respect to all environment compo-nents. The Environmental Management System is part of an overall manage-ment system of the organization. The System include organizational aspects, planning activities, responsibilities, procedures, procedures for developing, implementing, achieving, reviewing and maintaining environmental manage-ment policy.

The Environmental risk assessment also have important role in sustainable development. The final part of the chapter covers the concept of environmen-tal risk assessment, environmental hazards and environmental risks, as well as risk analysis basic components. The main stages in the implementation of envi-ronmental risk assessment as well as benefits are also given in this chapter.

Tehnologija igra vrlo vanu ulogu u odrivom razvoju. Tehnologije koristimo za izdvajanje prirodnih resursa, modificiramo ih za ljudske potrebe i prilago-

56

avamo naem ivotnom prostoru. Linearni model razvoja rezultuje u iscrplji-vanju prirodnih resursa i dobijanja korisnih proizvoda. Ovaj model treba za-menuti odrivim kao to je ciklini model razvoja. Glavne komponente oba modela date su u ovom poglavlju. Veoma je vano imatu jasnu sliku o razlika-ma izmeu ova dva modela.

Karakteristike ciklinog odrivog razvoja, uloga tehnologije i karakteristike odr-ive tehnologije date su nastavku poglavlja. Identifikacija, analiza i kvantifikacija moguih uticaja proizvoda na ivotnu sredinu u toku svog ivotnog veka daje LCA (procena ivotnog ciklusa) metoda. Efekat naeg delovanja na na poveanje kon-centracije gasova sa efektom staklene bate (GHG) opisan je u Poglavlju 2.1.5 Ekoloki otisak dok je odabir materijala za ekodizajn dato u sledeem poglavlju.

Odriva poljoprivreda i proizvodnja hrane zajedno doprinose ciljevima odrivog razvoja. Odrive tehnologije troe manje energije, manje ograniava-ju resurse, ne iscrpljuju prirodne resurse, ne oneiuju okoli izravno ili ne-izravno, a mogue je recikliranje na kraju korisnog vijeka trajanja proizvoda.

Upravljanje okolinom je vaan segment u odrivom razvoju. Termin okolin-sko upravljanje po ISO 14000 znai upravljanje uz uvaavanje okolinske kom-ponente. Sistem okolinskog upravljanja predstavlja dio ukupnog sistema upravljanja organizacije, koji ukljuuje organizacione aspekte, aktivnosti planiranja, odgovornosti, postupke, postupke za razvoj, realizaciju, postizanje, preispiti-vanje i odravanje politike upravljanja okolinom.

Analiza kao i procjena riz