К вопросу об управлении отходами потребления электронной техники в системе экологического менеджмента в Российской Федерации

К настоящему времени, как показал анализ имеющихся данных [1-8], общемировые продажи персональных компьютеров, включая серверы и ноутбуки, составили в 2006, 2007 и 2008 гг. соответственно 23 5, 267 и 3 08 млн штук, прогнозируемая на 2012 г. величина продаж составляет свыше 400 млн штук. По состоянию на апрель 2009 г. в Российской Федерации насчитывалось до 50 млн телевизоров старше 10 лет, почти 23 млн компьютеров, ноутбуков и серверов старше 2 лет, 20-21 млн мониторов старше 4 лет и порядка 10 млн прочей высокотехнологичной аппаратуры старше 5 лет. Приведенные цифры характеризуют суммарное потенциальное количество отходов потребления этой электронной техники, величиной около 100 млн единиц. При средней массе телевизора, выпущенного 10 лет назад, равной около 20 кг, компьютера произведенного 2-3 года назад, - 7,5 кг, ноутбука - 2,2 кг, монитора с электронно-лучевой трубкой, выпущенного 5 лет назад, -13,9 кг, жидкокристаллической матрицы - 7,2 кг, лазерного или струйного МФУ -11 кг, принтера - 5,5 кг, копира - 46 кг, сканера -2,1 кг, факса - 5 кг, ИБП -1 кг общая масса от-

Рис. 1. Структура содержания основных компонентов отходов потребления электронной техники

ходов достигает величины, равной 1,3-1,5 млн т.

На рис. 1 представлена общая структура содержания компонентов в отходах потребления электронной техники, иллюстрирующая, в частности, тот факт, что наибольшую долю по массе имеет категория цветных металлов, а суммарная доля всех металлов превышает 50 % от общей массы этих отходов. Соотношение массовых содержаний основных компонентов приведено на рис. 2. Для расчета экономической ценности компонентов использована информация источников [13-16], а также профессиональный программный пакет «АЛЬТ-эксперт». Структура экономической ценности отходов потребления электронной техники с учетом краткосрочного (2 года) тренда цен приведена на рис. 3.

20,5%

Рис. 2. Массовые доли основных компонентов отходов потребления электронной техники

Рис. 3. Общая структура экономической ценности отходов потребления электронной техники с учетом краткосрочного тренда цен

Из рис. 3 видно, что максимальную долю в стоимостном выражении в структуре экономической ценности отходов потребления электронной техники представляет категория цветных металлов, что хорошо согласуется с данными мировых переработчиков данного вида отходов.

Очевидно, что при таких существенных объемах отходов электронной техники исследование их компонентного состава и анализ экономической ценности представляют научный и практический интерес. В соответствии с [9, 10] в состав отходов потребления электронной техники входит до 48 компонентов, в том числе черные и цветные металлы, кремний в виде стекла и органоминеральных комплексов, технические полимеры. В таблице представлены обобщенные данные о содержании компонентов в отходах потребления электронной техники с данными по эффективности восстановления и с учетом поправок на извлечение [11-12].

Таблица Компонентный состав отходов потребления электронной техники

Наименование компонента	Доля от общей массы, %	Масса в расчетном количестве отходов, т	Восстановление, %	Область идентификации материала
1	2	3	4	4
Алюминий	14,1722	185 624,5-211 701,6	80	Корпуса, теплоотводы, проводка
Барий	0,0315	412,6-470,5	0,0	Вакуумные трубки ЭЛТ
Бериллий	0,0157	205,6-234,5	0,0	Теплоотводы, печатные платы, проводка
Ванадий	0,0002	2,6-3	0,0	Люминофоры
Висмут	0,0063	82,5-94,1	0,0	Смачивающие вещества (печатные платы)
Галлий	0,0013	17-19	0,0	Полупроводники
Германий	0,0016	21-24	0,0	Полупроводники
Европий	0,0002	2,6-3	0,0	Люминофоры, печатные платы
Железо	20,4712	268 125,6-305 792,6	80	Корпуса, магниты
Золото	0,0016	21-24	99	Печатные платы
Индий	0,0016	21-24	60	Транзисторы, выпрямители
Иттрий	0,0002	2,6-3,0	0,0	Люминофоры
Кадмий	0,0094	123,1-140	0,0	Батареи, люминофоры
Кобальт	0,0157	205,6-234,5	85	Корпуса, магниты,
Кремний (1)	24,8000	324 823-370 455	0,0	Стекло
Кремний (2)	0,0803	1 052-1 200	0,0	Процессоры
Марганец	0,0315	412,6-470,5	0,0	Корпуса, магниты
Медь	6,9287	90 750-103 498,8	90	Теплоотводы, проводка
Мышьяк	0,0013	17-19	0,0	Транзисторы

Окончание таблицы

Никель	0,8503	11 137-12 701,5	80	Корпуса, магниты
Ниобий	0,0002	2,6-3,0	0,0	Сварочные швы корпуса
Олово	1,0078	13 200-15 054,2	70	Припои плат, ЭЛТ
Палладий	0,0003	4,0-4,5	95	Печатные платы
Платина	0,00014	2,0	95	Печатные платы
Полимеры	22,9007	301 125,3-343 428,2	20	Корпуса, печатные платы, изоляция и пр.
Родий	0,0001	1,3-1,5	50	Печатные платы
Ртуть	0,0022	28,8-32,9	0,0	Батареи, выключатели
Рутений	0,0016	21-24	80	Резисторы замыкания
Свинец	6,2988	82 500-94 089,6	5,0	Припои, теневые маски
Селен	0,0016	21-24	70	Выпрямители
Серебро	0,0189	247,5-282,3	98	Связующие, проводка печатных плат
Сурьма	0,0094	123,1-140	0,0	Диоды
Тантал	0,0157	205,6-234,5	0,0	Конденсаторы, блок питания
Тербий	0,0001	1,3-1,5	0,0	Люминофоры, лампы
Титан	0,0157	205,6-234,5	0,0	Пигмент, легирующий агент в стали
Хром	0,0063	82,5-94,1	0,0	Декоративные элементы
Цинк	2,2046	28 875,2-32 931,7	60	Батареи, люминофоры

Как видно из таблицы, многие материалы, входящие в состав отходов потребления электронной техники, весьма токсичны, при этом не все из них возможно извлечь в силу отсутствия в настоящее время соответствующих научно-технических решений. По имеющимся данным [11], средняя сырьевая стоимость этих отходов достигает 5306 USD/t.

На рис. 4 представлена детализированная структура экономической ценности отходов потребления электронной техники с учетом краткосрочного (2 года) тренда цен и с указанием среднего объема компонента в тоннах.

Рис. 4. Структура экономической ценности отходов потребления электронной техники с учетом краткосрочного тренда цен и с указанием среднего объема компонента в тоннах

Общее содержание тяжёлых металлов в отходах потребления электронной техники составляет 17,2902% и имеет структуру экономической ценности в отходах потребления электронной техники, приведенную на рис. 5. Содержание лёгких цветных металлов (алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий) в отходах потребления электронной техники составляет 14,2362 %, причем на алюминий приходится 14,1722 %. Структуру экономической ценности металлов бария, бериллия, титана в отходах потребления электронной техники демонстрирует рис. 6.

Рис. 5. Структура экономической ценности цветных (тяжёлых) металлов (алюминий дан для сравнения ввиду его значительного содержания в отходах)

Рис. 6. Структура экономической ценности бария, бериллия, титана

Содержание в отходах потребления электронной техники благородных металлов - золота, серебра, платины, осмия, рутения, родия, палладия, составляет 0,02264 %, при этом доля серебра равна 0,0189 %. Структура экономической ценности благородных металлов в отходах потребления электронной техники показана на рис. 7.

Рис. 7. Структура экономической ценности благородных металлов

Содержание «малых» металлов - кобальта, кадмия, сурьмы, висмута, ртути, мышьяка в отходах потребления электронной техники составляет 0,0443 %. Структура экономической ценности «малых» металлов в отходах потребления электронной техники приведена на рис. 8. Для тугоплавких металлов - вольфрама, молибдена, ванадия, тантала, ниобия, хрома, марганца, циркония общее содержание в отходах потребления электронной техники равно 0,0541 %, причем на тантал приходится 0,0315 %. Структура экономической ценности тугоплавких металлов в отходах потребления электронной техники приведена на рис. 9.

Общее содержание редкоземельных металлов - лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, иттербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, лютеция, прометия, скандия, иттрия оценивается в 0,0006 %. Общее количество рассеянных металлов - индия, германия, галлия, таллия, рения, гафния, селена, теллура составляет 0,0062 %, структура их экономической ценности в отходах потребления электронной техники совместно с редкоземельными металлами приведена на рис. 10.

Необходимо отметить, что существенное увеличение объема отходов потребления электронной техники инициировано намерениями правительств экономически развитых стран, в том числе Российской Федерации, к переходу в ближайшие годы на стандарты цифрового телерадиовещания (при более чем 60 %-ной доле телевизоров в общей структуре мировых продаж электронной техники).

В этой связи представляется актуальным анализ современной классификации отходов потребления электронной техники и прогрессивных методов управления ими, применяемых в экономически развитых странах, выявление условий, создающих стимулы или принуждающих к подобного рода деятельности, выработка предложений по совершенствованию системы управления отходами потребления электронной техники в Российской Федерации с учетом передового оте- чественного и зарубежного опыта, разработка и внедрение эффективно действующих законодательной базы и системы государственных стандартов, перспективных технических решений и действенных экономических инструментов, а также организация различных форм вовлечения в эту деятельность и создание условий для соответствующей мотивации как хозяйствующим субъектам, так и населению.

Рис. 8. Структура экономической ценности кобальта, кадмия, сурьмы, висмута, ртути, мышьяка

Рис. 9. Структура экономической ценности тугоплавких металлов

Как видно из рис. 4-10, основными целевыми компонентами, потенциально представляющими существенную экономическую выгоду, являются:

• -    все драгоценные металлы: золото, серебро, родий и платина, которые относятся к категории с емкостью свыше 100 млн USD, а палладий и рутений к категории с емкостью от 10 до 100 млн USD, причем их средневзвешенная суммарная стоимость составляет 1112 млн USD при массовой доле 0,02264 %;

• - тяжелые цветные металлы: медь, никель, свинец и олово, относящиеся к категории с емкостью свыше 100 млн USD, а цинк - к категории с емкостью от 10 до 100 млн USD, средневзвешенная суммарная стоимость которых составляет 843 млн USD;

• -    стекло и кремнийсодержащие элементы, доля которых в рассматриваемом случае составляет не менее 373 млн USD;

• -    легкие цветные металлы, в основном из-за большого количества алюминия, их средневзвешенная емкость равна 346 млн USD;

• -    полимеры, поскольку постоянно совершенствуется технология их переработки и имеется постоянный спрос, при этом их средневзвешенная емкость составляет 121 млн USD;

• -    железо, по причине простоты извлечения при средневзвешенной емкости, равной 43 млн USD;

Исходя из полученных данных средневзвешенных емкостей по каждой группе, суммарная экономическая ценность отходов потребления электронной техники в Российской Федерации составляет в настоящее время не менее 2990,5 млн USD, что соответствует среднересурсной стоимости отходов потребления электронной техники не менее 2283,2 USD/мт (для сравнения: стоимость 1мт алюминия в текущем году не превысила 1833 USD).

Заключение

Отходы потребления электронной техники нельзя рассматривать в полной мере как сырьевой ресурс, ввиду невозможности точного прогноза объемов и сроков поступления, а также достаточной определенности химического состава компонентов. Тем не менее при существующих значительных объемах данного вида отходов, знании структуры продаж и общих закономерностей выбытия из обращения электронной техники, можно с достаточной степенью точности оце- _                                                 Вестник ЮУрГУ, №11, 2010

нить их общую экономическую ценность, составить относительно достоверный прогноз, определить оптимальные объемы технологической переработки с целью извлечения тех или иных ценных компонентов, провести анализ емкости рынка обращения с отходами электронной техники и рассчитать предотвращенный эколого-социально-экономический ущерб, реализовав таким образом экономически целесообразное и экологически эффективное решение актуальной проблемы управления отходами потребления электронной техники в системе экологического менеджмента.