Кіріспе а адам- табиғаттың ажырамас бөлігі
-кесте. Түрлі химиялық үдерістер типі үшін Е-фактор шамасы
жүктеу/скачать 200 Kb.
|
Гылыми жоба жасыл химия2
1-кесте. Түрлі химиялық үдерістер типі үшін Е-фактор шамасы
Ұлыбританияда атомдық тиімділік пен Е-фактор мемлекеттік деңгейде мойындалып, жаңа өнеркәсіптік үдерістерді бағалау үшін пайдаланылады. Егер Е-фактор өлшемі көп болған сайын, реакция немесе үдерістің «жасылдығы» азаяды. Жаңа синтездеу жолдарына ең көп тараған, реакцияның энергетикалық тосқауылын кемітетін катализаторларды пайдалану жатады. Көптеген жаңа каталитикалық үдерістердің атомдық тиімділігі жоғары. Мысалы, Монсанто фирмасы жасаған, сірке қышқылын метанолдан, СО-мен родий катализаторында синтездеу үдерісі 100% шығыммен жүреді. Молекулаларды активтеу үшін локалды энергия көздерін (фотохимия, микротолқынды сәулелендіру) пайдалану энергия шығындарын азайтатын басқа да бағыт бар. Дәстүрлі органикалық еріткіштерді ауыстыру бағытында аса критикалық сұйықтықтарды, негізінен, көмір қышқылы газын, суды көбірек пайдалану, аммиак, этан мен пропанды аз дәрежеде пайдалану. Қайта қалпына келетін ресурстардан химиялық өнім алу бағытында мұнайдың орнына биомассаны кең пайдалану арқылы алуан түрлі заттар-биоотын, химикаттар, дәрілер, парфюмерия, құрастырымдық материалдар және т.б. алу. 1998 жылы П. Т. Анастас и Дж. С. Уорнер “Жасыл химия: теориясы мен практикасы” кітабында “Жасыл химияның” 12 принципін көрсеткен болатын [10]: 1. Қалдықтарды қайта өңдеп және тазалағанша, шығындарды болдырмау қажет; 2. Синтездеу әдісін таңдағанда, процесте қолданылған барлық материалдар соңғы өнімге максималды айналатындай әдісті таңдау қажет; 3. Синтездеу әдісін мүмкіндігінше, пайдаланылған және синтезделген заттардың барлығы да адам мен қоршаған ортаға зиянсыз болатындай таңдау қажет; 4. Жаңа химиялық өнімдерді жасау кезінде, бұрынғы жұмыс тиімділігін сақтай отырып, улылық мөлшерін азайту қажет; 5. Өндірістегі жанама заттар, еріткіштер немесе бөлгіш агенттерді типті қолданбау, егер мүмкін емес болса, онда олар зиянсыз болуы тиіс; 6. Міндетті түрде энергетикалық шығындарды және олардың қоршаған ортаға әсерін, өнімнің құнын ескеру қажет. Синтезді мүмкіндігінше қоршаған орта температурасына жақын температурада және атмосфералық қысымда жүргізген дұрыс; 7. Бастапқы және жұмсалған материалдар барлық жағдайда қайта қалпына келетіндей болуы тиіс, онда техникалық және экономикалық жағынан тиімді болмақ; 8. Мүмкіндігінше аралық өнімдер алынбайтындай болуы тиіс; 9. Әрқашанда каталитикалық процестерді жүргізген дұрыс (мүмкіндігінше селективті); 10. Химиялық өнім оны қолданғаннан кейін қоршаған ортада қалмай, қауіпсіз өнімдерге дейін ыдырайтындай болуы қажет; 11. Аналитикалық әдістемені дамыту қажет, себебі нақты уақытта түзілген қауіпті өнімдерді қадағалап отыру үшін қажет; 12. Химиялық процестерде қолданылған заттар мен заттар формаларын таңдаған кезде, химиялық қауіптіліктің, қопарылыс, өрт қауіптілігі минималды болатындай таңдау қажет. Халықаралық Жасыл ассоциация құрылған, ұлттық және халықаралық конференциялар өткізілуде, журналдар мен кітаптар шығарылуда. Жасыл химия үнемшіл өндірістің принциптеріне жауап беретін болғандықтан, оны «Үнемшіл химия» (Lean chemistry) деп те атайды [11, 12]. Біріккен Ұлттар Ұйымы 2005-2014 жылдарды «Тұрақты даму үшін білім беру онжылдығы» деп жариялаған болатын. Венецияда өткен «Үлкен сегіздік» дамыған елдерінің білім және ғылым министрлерінің мәжілісінде «Жер өркениетінің тұрақты дамуы» тұжырымдамасын қабылдау мен қолдану бойынша барлық бағыттағы мамандардың белсенді позициясын қалыптастыру мен дамытуға бағытталған бастама бағдарламасын қарастырды. Осы бастаманы жүзеге асыру үшін арнайы білім беру орталықтары ашылған. «Жасыл химия» курсы алғаш Ноттингем университетінде (Ұлыбритания) химик және химик-технолог студенттерге оқылған. Бүгінгі таңда “Жасыл химия” әлемнің көптеген университеттерінде, орта білім беретін мектептерде, орта кәсіптік білім беру колледждерінде оқытылады. Еуропа мен АҚШ-да «жасыл химияға» оқыту 6 жастан бастайды екен, ал Интернетте мектеп оқушыларына арналған арнайы оқыту сайттары бар. Химия университеттік экологиялық білім берудің негізіне жататын жаратылыстану ғылымына жатады. Сондықтан да, ЖОО студенттері “Жасыл химия” тұжырымдамасын меңгеруі қажет, себебі ол біздің болашағымыз. Жасыл химия химиктердің жаңа буынының идеологиясы болуы, жасыл химия саласындағы білім беру тек заманауи ғылыми зерттеулерге негізделуі тиіс. «Жасыл химия» заманауи химияның дамуының негізгі стимулы бола отырып, «жасыл» технологияларды дамытып, жасыл экономиканың қозғаушы күштерінің бірі болмақ. Ең алғаш «Жасыл химиядан» дәрістер курсы Ноттингем университетінде (Ұлыбритания) химик және химик-технолог студенттеріне арналып оқылған. Қазіргі таңда «жасыл химия» әлемнің көптеген университеттерінде оқытылуда, мысалы, Мидлсек Университеті (Middlesex University, Ұлыбритания), Колумбия колледжі (Columbia College, АҚШ), Скрэнтон Университеті (University of Scranton, АҚШ), Йорк Университеті (York University, Ұлыбритания), Сарагосы Университеті (University of Zaragoza, Испания) және басқалар. Ресей оқу орындарында Жасыл химиядан ғылыми – білім беру орталықтары: 2006 жылы М.В.Ломоносов атындағы Москва Мемлекеттік университетінде - «Тұрақты даму жолындағы химия – жасыл химия», 2010 жылы – Астрахань Мемлекеттік университетінде «Жасыл химия» ғылыми – білім беру орталықтары құрылған. Жасыл химиядан мамандар даярлап, инновациялық білім беру бағдарламаларын енгізу ТМД елдерінде жүргізілуде. Атап айтсақ, Д.И.Менделеев атындағы Ресей Химия–технологиялық университетінде 05.04.06 – «Экология және табиғатты пайдалану» мамандығы бойынша бағыты «Тұрақты дамудағы жасыл химия» магистрлік бағдарламасы, М.В.Ломоносов атындағы Мәскеу Мемлекеттік университетінде - «Тұрақты даму бағытындағы химия» магистрлік бағдарламасы және АстраханьМемлекеттік университетінде «Жасыл химия» бағдарламасы бойынша мамандар даярлана бастаған. Сонымен бірге Химия факультеттерінде игерілетін басқада да химиялық пәндерге Жасыл химияның негізгі қағидаларын енгізу мәселелері де қарастырылуда. Осы тұрғыдан қарастырғанда Қазақстан Республикасының жасыл экономикаға көшу жағдайында Арал аймағының ғылыми-білім, индустриалды-инновациялық дамуының қозғаушы күштерінің бірі болып табылатын Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті түрлі бағыттағы болашақ мамандардың белсенді ұстанымын қалыптастырып, қызығушылығын дамытуда әлемдік өркениеттің тұрақты дамуы мен Жасыл экономика жобасын қабылдап, қолданудың инновациялық білім беру және ғылыми бағдарламаларын құрастырып, енгізуі қажет. Осы бағыттағы алғашқы қадам «Химия және экология» кафедрасындағы 6М011200-«Химия» мамандығы магистранттарына биылғы оқу жылында «Жасыл химия» элективті курсы оқытыла бастады. Сонымен қатар, кафедраның бұл бағытта жоспарланған жұмыстарына: 5В011200-«Химия» бакалавриат мамандығы студенттеріне 2015-2016 оқу жылында «Жасыл химия» элективті курсын енгізу; орта мектеп химия курсында «Жасыл химия» принциптерін оқытудың әдістемесін жасау, оны енгізу жұмыстары; ең басты жұмыс – бүгінгі жастарды «Жасыл химия» принциптеріне негізделген ғылыми-зерттеу жұмыстарын жасауға, ғылыми жобалар жасауға баулу болып табылады. Бұл бағытта өткен жылы кафедрада мектеп оқушыларына арналған «Жасыл экономикаға жасыл химия арқылы» облыстық ғылыми-практикалық конференция өткізілді. Болашақта «жасыл білім беру», «жасыл университет», «жасыл химия», «жасыл технология», «жасыл экономика», «жасыл өсу», «жасыл әлем» ..... түсініктері жиі қолданылатын түсініктерге айналмақ. Табиғатты қорғау - қазіргі кезде өмір сүрушілер ғана емес сондай-ақ, болашақ ұрпақтардың да денсаулығы мен хал-жағдайы дұрыс және өз уақытындағы шешімдерге тәуелді болатын қазіргі кездегі мәселелердің бірі.[1] Табиғатты қорғау - бұл табиғи жер және су ресурстарын ұтымды пайдаланып, сақтауды және ұдайы өсіруді қамтамасыз етуге бағытталған мемлекеттік, қоғамдық, әкімшілік-шаруашылық, техникалық-өндірістік, экономикалық және заңды шаралар жүйесі. Қазақстанның табиғи ресурстарын қорғау және ұтымды пайдалану. Қазақстан Республикасының Мәжілісі және Үкіметінде табиғатты қорғауды күшейтуге, республикамыздың табиғи ресурстарын ұдайы өсіруге бағытталған бірқатар заңнамалық актілерқабылданып, пайдаланылуда. Әрбір облыстардың жанында осы актілердің орындалуын бақылайтын арнаулы мекемелер бар. Республикада табиғат қорғау прокуратурасы құрылды. Ол Қазақстан Республикасының табиғат қорғау туралы заңдарының орындалуын қатаң кадағалайды. Қазақстанда мемлекеттік ұйымдар торабы құрылған, олардың қызметі бірегей құрамды флоралар мен фауналары бар үлкен аумақты барынша ұзақ сақтауға арнайы бағытталған. Бұл ұйымдар - қорықтар, ұлттық табиғи саябақтар және ерекше қорғалатын аумақтар. Қазақстан Республикасында 2003 жылы ерекше қорғалатын 25 аумақ бар деп есептеледі, олардың қорықтары 10, табиғи ұлттық саябақтары - 10. Бұл табиғат қорғау мекемелері шамамен 3 млн гектар ауданға орналасқан. Энергия қорларын үнемдеу бүгінгі күннің аса маңызды міндеттерінің біріне айналды. Өнеркәсібі дамыған әлемнің барлық мемлекеттерінде энергия үнемдеу шаралары дұрыс жолға қойылған. Өйткені көмірмен және көмірсутегімен жұмыс істейтін жылу электр станциялары түбі бір экологиялық проблемалардың асқынуына әкеп соқтыратыны белгілі жайт. Сондықтан әлем қайта қалпына келетін жергілікті энергия көздерін энергия үнемдеудің басты қайнар көзі ретінде қабылдап отыр. Соңғы жылдары елімізде де қалпына келетін энергия көздеріне энергетикалық кешенді дамытудың бір тармағы ретінде қарай бастады. Мемлекет пен бірқатар бизнес құрылымдар тарапынан оны қолданысқа енгізуге зор күш салынып жатыр. Оның өз жөні бар. Ең алдымен, қайта қалпына келетін қуат көздерін тиімді пайдалану энергияны үнемдеуге мүмкіндік берсе, екіншіден экологиялық мәселелердің түйінін тарқатады деуге болады. Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерінің тұрақты кешенін құру мемлекеттің тікелей қатысуымен жүзеге асатын шаруа болғандықтан, бұл мәселе үкімет деңгейінде қолға алынған. Қазақстан қалпына келетін энергия көздерін пайдалануда зор әлеуетке ие. Зерттеулерге сүйенсек, Қазақстанның жалпы су әлеуеті жылына 170 млрд кВт/сағатқа жетеді екен. Солай бола тұра, қазіргі таңда Қазақстанның басты қуат көздеріндегі СЭС-тің үлесі тек 12,3%-ды құрайды. Әрине, бұл көрсеткіш экономикасы дамыған елдермен салыстырғанда айтарлықтай төмен. Дегенмен, бұл салада жүргізілген жұмыстар нәтижесіз емес, Қазақстан бірнеше, атап айтсақ, қуаты 300 МВт-қа тең Мойнақ СЭС-і, 49,5 МВт-ты құрайтын Кербұлақ СЭС-і мен қуаты 68,25 МВт Бұлақ СЭС-і сияқты ірі жобаларды іске асыруды бастап кетті. Географиялық орналасуы жағынан Қазақстанның жел энергетикалық әлеуеті де жоғары, жылына 0,929-дан 1,82 млрд кВт/с-қа жетеді. БҰҰ-ның Жел энергетикасы бойынша даму бағдарламасы аясында жүргізілген зерттеулер Қазақстанның бірқатар өңірлерінде, яғни 50 мың шаршы метрге тарта аумақта желдің жылдамдығы 6 м/с-тан асатынын дәлелдеп берді. Бұл ретте, Жоңғар қақпасының жел энергетикалық ресурстары мен Балқаштың климаттық жағдайы ерекше маңызға ие. Балқаш өніріңде Сарыарқаның аңызық желі үздіксіз соғып тұрады. Жалпы, қалпына келетін дәстүрлі емес жел энергиясының келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, әрі арзан, тиімді. Оларды пайдалану табиғат баланстарын бұзбайды. Сол себепті, еліміз 2011 жылдың наурызында Жамбыл облысында екі бірдей ірі жобаны – Жаңатас (400 МВт) және Шоқпар (200 МВт) жел энергетикалық кешенін іске асыру жұмыстарын бастады. Олардың құрылысына құйылған инвестиция көлемі 1 млрд долларға жуықтады. Сонымен қатар, 2014 жылға қарай мемлекеттің қолдауымен 51 МВт қуаттылықпен Шелек дәлізі, Жоңғар қақпасы (алғашқы кезеңде 50 МВт) аумағында, ШҚО Ұлан ауданында (24 МВт) және өзге де өңірлерде жел энергетикалық кешені құрылысын жүргізу жоспарланып отыр. Желді адамдар мыңдаған жылдар бойы энергия көзі ретінде пайдаланып келді. Жел энергиясы арқылы желкенмен жүзген. Дәнді-дақыл өнімдерін ұнтақтау үшін жел диірменін пайдаланды, қажеттілігіне жаратты. Осыдан-ақ адамзат үшін жел энергиясының маңызы ешқашан жоғалмайтынын пайымдауға болады. Қазақстанның климаттық жағдайы күн энергиясын пайдалануға қолайлы болып табылады. Елімізде күн энергиясын өндіру мүмкіндігі жылына 2,5 млрд кВт/сағатқа бағалануда. Қазақстан солтүстік ендікте орналасқанына қарамастан, республика аумағындағы күн радиациясының әлеуеті өте жоғары. Сонымен қатар, өңірде күн энергиясы электр қуатын өндіру үшін ғана емес, жылу алу үшін де пайдалануға болады. Ол үшін орталық электр және жылумен қамтамасыз ету жүйелерінен шалғай жатқан аудандарда күн қондырғылары орнатылуы тиіс. 2015 жылға дейін жалпы қуаттылығы 91 МВт күн қондырғыларын іске қосу қарастырылған. Сонымен бірге, Қазақстанда күн энергетикасын дамытуға қажетті кремний және фотоэлектрлік элементтер шығаратын өндірістік база құруға бағытталған шаралар қабылданып жатыр. Күн батареялары қатты кремний материалынан жасалынады, бұл жер қойнауындағы оттегіден кейін ең көп таралған элементтердің бірі. Фотоэлектрлік станциядағы 1 келі кремний өндіретін энергияның көлемі жылу электр станциясында 75 тонна мұнай жұмсап өндірілген энергиямен пара-пар. Сондықтан кремнийді 21 ғасырдың мұнайы десек те артық айтпаймыз. Биологиялық отынды қолдану белгілі бір көлемде қордың жиналуына ықпал ететінін атап өту керек. Ауыл шаруашылығы өндірісі қалдықтарын қайта өңдеу есебінен жыл сайын 35 млрд кВт/с электрлік және 44 млн гигакалориялы жылу энергиясын алуға болады екен. Биогаз өміріміздегі экологиялық, энергетикалық, агрохимиялық проблемаларды шешуге қауқарлы. Биогазды жарықтандыруға, үй жылытуға, тамақ пісіруге, көлік, электр генератордың роторларын қозғалту мақсатында қолданады. Ғалымдардың есептеуінше, 1 м2 аумақты жылыту үшін жылына 45 м3 биогаз қажет, ал су жылыту үшін күніне 5-6 м3 биогаз керек. Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерін пайдаланудың басты мақсаты энергетиканың қоршаған ортаға кері әсерін төмендету екенін айттық. Әлемдік тәжірибеде солай. Мысал үшін, бір ғана 2009 жылдың өзінде ҚР Қоршаған ортаны қорғау министрлігінің мәліметі көрсеткендей, атмосфераға шығарылған ластаушы заттардың көлемі 3,4 млн тоннаны құрап, оның 85%-ы 43 ірі кәсіпорынға тиесілі болған. Оның үстіне, қазіргі таңда Қазақстанда жалпы өндірілетін электр энергиясы 85%-ға дейін органикалық отынды – негізінен, жергілікті көмірді және аз көлемде көмірсутекті шикізаттарды жағу жолымен алынатынын ұмытпаған жөн. Стационарлық көздерден еліміздің атмосферасына қалдықтардың 10%-ға жуығын және улы қалдықтардың басым үлесін мұнай және ілеспе газ өндіру саласында жұмыс істейтін кәсіпорындар шығарады. Осы ретте, қалпына келетін энергия көздерін қолдану арқылы энергетикадан бөлінетін парник газдарын 500 мың тоннадан 2,5 млн т СО2-ге дейін азайтуға мүмкіндік бар. Қалпына келетін энергия көздерін пайдаланудың экономикалық тиімділігі де бар. Атап айтсақ, оны электр қуатын өндіру және жеткізу үшін қолдану арқылы Қазақстанның энергияға тапшы өңірлерінде үнемділікке қол жеткізуге болады. Сонымен қатар қайта қалпына келетін энергетика елдің шалғай өңірлерін дамытудың маңызды факторына айналмақ. Мемлекеттік деңгейде шаралар қабылданып жатқанына қарамастан, Қазақстанда қайта қалпына келетін және баламалы энергетика кенже қалған. Өкінішке қарай, бірнеше құрылысты, атап айтқанда, жел энергетикасы кешендерін салуға талпыныс жасалғанымен республикамызда бүгінгі күнге дейін бұл салада бірде-бір ірі жоба іске қосылмаған екен. Мәселен, ҚР Қоршаған ортаны қорғау министрлігінің мәліметі бойынша, 2010 жылы баламалы энергия көздерінің үлесі 0,03%-ды құраған. Яғни, жалпы энергия көлемінің бір пайызына да жетпейді. Бұл дегеніміз, бұл саланы әлі де болса жетілдіре түсу қажет екенін көрсетсе керек. Салыстыру үшін айтсақ, тіпті, озық қалпына келетін энергия көздерін қолдану бойынша әлемдік аутсайдерлердің қатарына кіретін Ресейде де оның үлесі төмен, жалпы өндірілген энергияның бар-жоғы 1%-ын құрайды. Сонымен қатар оның базасында алынған жылу энергиясы 3%-ға жуықтайды. Ірі су электр станцияларында өндірілген энергияларды есепке алғанда Қазақстанның энергия балансындағы қалпына келетін энергия көздерінің үлесі 12,3%-ға әрең жетеді. Қазақстанда соңғы жылдары қалпына келетін энергия көздерін қолдауға бағытталған заңнамалық базалар мен бірқатар салалық бағдарламалардың қабылдануы бұл саланың дамуына оң ықпал етеді деп сенеміз. Республикалық заңнамалық базаның маңызды ережелерінің қабылдануына байланысты қазірдің өзінде Қазақстандағы қалпына келетін энергия көздері жобасына инвесторлардың қызығушылығы артып жатыр. Оның ішінде Қытай және Германия сияқты жетекші елдердің де инвесторлары бой көрсетуде. Киота келісімдерін іске асыру аясында климаттың өзгеруі жөнінде Копенгагенде өткен коференцияда Қазақстан парник газдарды 1992 жылғы деңгеймен салыстырғанда 2020 жылға қарай 15%-ға, 2050 жылға қарай 25%-ға төмендету бойынша міндеттемелер алды. Атап айтқанда, 2010-14 жылдарға арналған «Жасыл даму» салалық бағдарлама аясында 2009 жылмен салыстырғанда атмосфераға бөлінетін зиянды қалдықтарды кем дегенде 5,9%-ға төмендетуге уәде етіп отыр. 2009 жылы қабылданған «Қалпына келетін энергия көздерін пайдалануды қолдау туралы» Қазақстан Республикасының заңы электрлік және жылу энергиясы өндірісі үшін қалпына келетін энергия көздерін пайдалануды ынталандырудың құқықтық, экономикалық және ұйымдастырушылық негіздерін бекітті. Бұл Заң қайта қалпына келетін энергия көздері жобасына арналған инвестициялық артықшылықтар беруді, нарықта және оларды желілер бойынша беру кезінде «таза» электр энергиясын пайдаланудың басымдықтарын қарастырады, сонымен қатар мемлекеттің бақылауындағы сертификаттар жүйесі арқылы қолдау көрсетеді. 2020 жылға дейінгі Қазақстанның Стратегиялық даму жоспарына сәйкес, электр энергиясын тұтынудың жалпы көлеміндегі баламалы энергия көздерінің үлесі 2015 жылға қарай 1,5%-ды, 2020 жылға қарай 3%-ды құрауы тиіс. 2010-14 жылдарға арналған Қазақстан Республикасының Үдемелі индустриялдық-инновациялық даму мемлекеттік бағдарламасы қойған басымдықтар 2014 жылы қайта қалпына келетін энергия көздерінің көлемін жылына 1 млрд кВт/сағат деңгейіне жеткізуді көздейді. Қорыта айтқанда, еліміз қайта қалпына келетін энергия көздерін дамытуды заңдық тұрғыдан мықтап бекітіп алған. Нақты жұмыстар атқарылуда. Оның үстіне, баламалы энергетиканы іске асыру үшін өзге елдердегідей шиеленіскен түйіндер жоқ бізде. Әлемдік монополистер «жүйеге қосылуға рұқсат бере ме, қуатымызды өткізе ме, жоқ па» деп бас қатырып жатпаймыз. Демек, баламалы энергетиканы қолдану ел экономикасын жаңғыртудың маңызды факторына айналатын күн де алыс емес деген сөз. Климаттық ресурстар ( күн, су, жел қуаты) сарқылмайтын табиғат ресурстары, олар бастапқы энергетикалық ресурстардың өзгеше дербес тармақтары болып табылуымен қатар, басқадай дәстүрлі емес қуат көзерімен біріктіріліп баламалы энергия ресурстары деп аталды. Баламалы энергия көздерін пайдалану дүниежүзілік экономиканың энергетикаға деген қажеттілігінен, экономикалық дағдарысқа байланысты дүниежүзілік нарықтағы энергетикалық тапшылықтан және оны қоршаған ортаға экологиялық жүктеменің артуынан туындап отыр. Баламалы қуат көздері күн, жел қуаты, биоотын, су және геотермальды энергетикаға бөлінеді. жүктеу/скачать 200 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|