Эколого-экономическая оценка использования топливно-энергетических ресурсов в системе коммунального теплоснабжения Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 543.051:543.052

© В.Д. Аюров, И.С. Роднова, 2007

В.Д. Аюров, И.С. Роднова

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СИСТЕМЕ КОММУНАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Общество на современном этапе своего развития уделяет особое внимание проблемам охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Проблемы подобного рода встают перед предприятиями всех отраслей экономики Российской Федерации, основными из которых являются предприятия энергетики и теплоснабжения. Здесь потребляется примерно 40 % топливно-энергетических ресурсов, используемых в стране, а более половины этих ресурсов приходится на коммунальнобытовой сектор.

В виду суровых климатических условий в России расход тепла в системах отопления жилого фонда значительно выше, чем в зарубежных странах с аналогичным климатом. В основном это обусловлено ветхим состоянием большей части жилого фонда, а также значительным износом систем теплоснабжения. В настоящее время замены инженерных сетей требуют примерно 50 % объектов коммунального теплоснабжения, в аварийном состоянии находится около 15 % объектов.

Производственная деятельность предприятий топливно-энергетического комплекса оказывает значительное негативное воздействие на окружающую природную среду, которое

связано, в основном, с загрязнением атмосферного воздуха. Более 80% вредных выбросов в атмосферу поступает от деятельности таких предприятий энергетики, как промышленные и коммунально-бытовые котельные.

Анализ расхода топлива на выработку тепловой энергии и объемов техногенного воздействия отрасли на окружающую природную среду, показывает, что предприятия теплоснабжения неэффективно используют потребляемые топливно-энергетические ресурсы. А их затраты на природоохранные мероприятия не дают необходимого результата по снижению негативного воздействия на окружающую природную среду.

Поэтому эколого-экономическая оценка использования топливно-энергетических ресурсов в системе коммунального теплоснабжения является актуальной научной задачей, для решения которой в работе были проведены следующие исследования:

- разработана систематизация эколого-экономических затрат, отражающая причинно-следственную связь, в зависимости от выявленных факторов, формирующих эффективность использования топливно-энергетических ресурсов;

- установлена зависимость экономии затрат на производство тепла и

на природоохранные мероприятия от проведения ремонтных работ в системе коммунального теплоснабжения, позволяющая оценить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов от проведения мероприятий по ремонту тепловой сети;

- установлена зависимость экономии затрат на природоохранные мероприятия от изменения затрат на производство тепла, позволяющая оце-нить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов от проведения мероприятий при замене вида топливно-энергетического ресурса;

- установлена зависимость модели и оценки затрат на проведение ремонтных работ и замены вида топливно-энергетического ресурса, позволяющая сформировать наиболее эффективный комплекс мероприятий в системе коммунального теплоснабжения.

Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения формируется тремя основными характеристиками: стоимостью тепла, доставленного потребителю, стоимостью экологического ущерба и затратами на производство тепла. Она представлена следующим показателем:

к I итеп [0>ф - Рпот) -X У (1)

э 3 + 3 + 3 + 3

теп рем пр.мер. пр

где Qф, Qпот - фактический отпуск и потери теплоносителя соответственно, тыс.Гкал/год; У - стоимостная оценка ущерба, наносимого окружающей природной среде, руб./год; итеп - цена единицы теплоносителя, отпускаемого потребителю, руб./Гкал в год; 3теп - затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя (3теп = и^р), руб./ед.; ир - цена единицы топливноэнергетического ресурса, используемого для производства теплоносителя, руб/т у.т.; Qр - количество топ-

ливно-энергетического ресурса, используемого для производства теплоносителя, т у.т.; 3рем - затраты на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети, руб/ед.; 3прм1ер -затраты на природоохранные мероприятия, руб/ед.; 3пр - прочие затраты, формирующие себестоимость

производства единицы теплоносителя, руб/ед.

Данный показатель отражает отношение стоимости доставленного потребителю тепла с учетом стоимости экологического ущерба, наносимого окружающей среде, к затратам на его производство. При этом затраты на производство тепла можно разделить на четыре группы, согласно основным направлениям финансирования мероприятий, проводимых на предприятии теплоснабжения. Первая и вторая группы затрат сформированы исходя из специфики деятельности предприятия, на основе выявленных в работе факторов, определяющих два основных направления проведения мероприятий по повышению эффективности использования ресурсов. Третья и четвертая группы затрат сформированы исходя из затрат, присущих любым предприятиям всех отраслей экономики страны. К ним относятся затраты на природоохранные мероприятия, а также группа так называемых прочих затрат, в которую включены все затраты предприятия, не вошедшие в три предыдущие группы.

Анализ функционирования элементов системы теплоснабжения позволил выявить четыре основные группы факторов, которые влияют на формирование стоимости тепла, получаемого потребителем, и зависят от эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения: степень износа источника теплоснабжения, вид топ-

Систематизация эколого-экономических затрат предприятия теплоснабжения

Изменение величины затрат Характер следствия

Следствия

Условно-постоянные затраты Условно-переменные затрат

Изменение величины затрат на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети (Зрем) Прочие затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя (З„р) Затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя (Зтеп) Затраты на природоохранные мероприятия (ЗПр.мер)

Изменение величины затрат, формирующих себестоимость производства теплоносителя (Зте„) Прочие затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя (Зпр) Затраты на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети (Зре„) Затраты на природоохранные мероприятия (Зпр.мер)

лива, вид теплоносителя, степень износа тепловой сети. На основе экспертного метода из полученных групп факторов были выделены две группы, доля которых в общем объеме составляет 80 %: степень износа тепловой сети и вид топлива.

Поскольку основными элементами системы теплоснабжения являются источник тепла и тепловая сеть, то эффективность использования ресурсов в системе в целом можно оценить с помощью эффективности (или КПД) протекающих в этой системе процессов.

Коэффициент полезного действия современных котельных установок составляет примерно 85-95 % при номинальной теплопроизводительности котельного агрегата и при чистых поверхностях нагрева. Это значение КПД зависит от вида сжигаемого топлива и, кроме того, КПД крупных котельных выше, чем небольших. Износ оборудования и отклонение режима работы котельного агрегата от номинального приводит к снижению КПД.

Коэффициент, учитывающий состояние тепловых сетей, можно представить как потери тепла при транспортировке от источника к потребителю. В настоящее время потери в

тепловых сетях достигают 30% в зависимости от типа используемых трубопроводов и степени их износа. Таким образом, можно принять коэффициент эффективности тепловых сетей меняющимся в пределах 0,7-1,0.

Проанализировав выявленные факторы, в работе определились два основных направления проведения мероприятий по повышению эффективности использования ресурсов: мероприятия по проведению ремонтных работ на участках тепловой сети и мероприятия по замене вида топливно-энергетического ресурса, используемого для производства тепла в системе теплоснабжения.

На основе выделенных основных направлений повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения была установлена причинно-следственная связь и разработана систематизация эколого-экономичес-ких затрат предприятия теплоснабжения (таблица).

Из таблицы видно, что следствия изменения затрат на проведение мероприятий по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе тепло-

снабжения подразделяются на условно-постоянные и условно-переменные затраты.

Условно-постоянными затратами при изменении величины затрат на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети являются затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя, без учета затрат, связанных с использованием топливно-энергетических ресурсов (материальные расходы, затраты на электроэнергию, заработная плата, социальные отчисления, амортизация и прочие).

Условно-переменными затратами при изменении величины затрат на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети являются затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя, связанные с использованием топливноэнергетических ресурсов. Это связано с высвобождением используемых ресурсов при неизменном количестве производимого теплоносителя и прочих равных условиях. Также, к ним относятся затраты на природоохранные мероприятия, проводимые предприятием теплоснабжения. Эти затраты обусловлены повышением производительности функционирования тепловой сети за счет сокращения ее аварийных участков.

Условно-постоянными затратами при изменении величины затрат, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя, связанных с использованием топливно-энергетических ресурсов, являются затраты на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети, независящие от использования ресурсов на источнике теплоснабжения, а также затраты, формирующие себестоимость производства единицы теплоносителя, за исключением затрат, связанных с исполь-

зованием топливно-энергетических ресурсов.

Условно-переменными затратами при изменении величины затрат, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя, связанных с использованием топливноэнергетических ресурсов, являются затраты на природоохранные мероприятия, проводимые предприятием теплоснабжения, обусловленные повышением эффективности функционирования тепловой сети.

Разработанная систематизация эколого-экономических затрат на предприятии теплоснабжения позволяет установить закономерности изменения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов на основе выделенных в работе направлений.

Наиболее значимым, направлением, оказывающим влияние на эффективность использования топливно-энергетических ресурсов, является мероприятие по проведению ремонтных работ на участках тепловой сети, на основе фактора «степень износа тепловой сети». Эффективность функционирования сети определяется коэффициентом, отражающим фактическую способность тепловой сети передавать энергию до потребителя, и представляет собой следующее соотношение:

(з \

рем0

3

у рем (I) J

(2)

где Цсети - коэффициент эффеКТИВНО" сти (КПД) функционирования тепловой сети, ед.; по - средний коэффициент эффективности функционирования тепловой сети при Зрем0 = const (по = 0,65), ед.; Зрем0 - средние затраты на проведение ремонтных работ на участках тепловой сети по России на 2005 год (Зрем0 = 5,3 млн. руб.), млн. руб./ед.; Зремр) - затраты на про-

ведение ремонтных работ на участках тепловой сети, млн руб/ед.; п - норматив снижения затрат на ремонтный фонд за счет планируемых организационно-технических мероприятий (1,5-3 %), ед.

Анализ разработанной систематизации эколого-экономических затрат на предприятии теплоснабжения позволил установить закономерность изменения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов при проведении мероприятия по ремонту участков тепловой сети в системе теплоснабжения. Суть полученной закономерности состоит в том, что при проведении ремонтных работ на участках тепловой сети повышается КПД сети за счет сокращения аварийных участков, следовательно снижается расход используемых ресурсов для производства единицы теплоносителя, а также снижаются затраты на проведение природоохранных мероприятий. Высвобождение затрат, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя и затрат на природоохранные мероприятия в работе представлены формулами (3) и (4):

Д3_ = Я,

(3 \

рем 2

3 л

\ рем1 J

-1

Д3„

3

\п

рем 2

3 л

\ рем 1 J

-1

(3)

(4)

где Д3теп, Д3пр,мер. - высвобождение затрат, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя и затрат на природоохранные мероприятия, руб/ед.; 3теп1, 3пр,меР.1 - затраты, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя и затраты на природоохранные мероприятия до проведения ремонтных работ на участках тепловой сети, руб/ед.; 3рем1, 3рем2 - затраты на про-

ведение ремонтных работ на участках тепловой сети до и после проведения мероприятий по ремонту сети, руб/ед.; к1, к2 - доля загрязняющих вредных веществ в общем объеме производства теплоносителя до и после проведения мероприятий по ремонту тепловой сети, ед.; п - норматив снижения затрат на ремонтный фонд за счет планируемых организационно-технических мероприятий (1,5 - 3 %), ед.

Вторым по значимости направлением, оказывающим влияние на эффективность использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения, является мероприятие по замене вида топливноэнергетического ресурса, используемого для производства тепла в системе теплоснабжения, на основе фактора «вид топлива».

При реализации мероприятия по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, необходимо выбрать такой вид топлива, который удовлетворял бы экономическим и экологическим требованиям.

Анализ разработанной систематизации эколого-экономических затрат на предприятии теплоснабжения позволил установить закономерность изменения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов при проведении мероприятия по замене вида ресурса в системе теплоснабжения. Суть полученной закономерности состоит в том, что при замене ресурса в системе теплоснабжения на более экологически чистый или резервный вид топлива повышается КПД тепловой установки за счет сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу. Замена топлива не влияет на затраты по ремонту тепловой сети, но, при проведении этого мероприятия, снижается расход

используемых топливно-энергетических ресурсов для производства единицы теплоносителя, а, следовательно, снижаются затраты на проведение природоохранных мероприятий. Высвобождение затрат на природоохранные мероприятия в работе представлено формулой (5):

АЗ = З ,

пр.мер. пр.мер.1

где АЗ,

1пр.мер., Зпр.мер.1

затрат и затраты на природоохранные мероприятия соответственно, руб/ед.; Зтеп1, Зтеп2 - затраты, формирующих себестоимость производства единицы теплоносителя до и после проведения мероприятия по повышению эффективности использования ТЭР (Зтеп = UрQр), руб/ед.; к1, к2 - доля загрязняющих вредных веществ в общем объеме производства теплоносителя до и после проведения мероприятий по повышению эффективности использования ТЭР, ед.; VI, и2 - доля концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха до и после проведения мероприятий по повышению эффективности использования ТЭР, мг/м3.

Результаты проведенных исследований позволили разработать экономикоматематическую модель оценки эффективного использования ресурсов в системе коммунального теплоснабжения. Она имеет следующий вид:

Критерий:

К"э1 _ Квэ1 К"э2 _ К6э2

Э = х,----г------+ х2-----------------г-» тах

к2 Зтеп2 и1 (°2 1) _ 1

к1 Зтеп1 °2 (и1 _ 1)

(5)

- высвобождение

З1

З2

Ограничения:

V „ Q.

" < 1 У З < З < 0,8

^ Q

^~пг

(6)

ПД^!}

где К6^, Кнэ! - показатель эффективности использования топливноэнергетических ресурсов в системе

теплоснабжения до и после проведения /-го мероприятия соответственно, руб.; З/ - фактические затраты на проведение /-го мероприятия по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения, руб.; х/ - булева переменная по направлениям: х1 = 0, х2 = 1 при повышении эффективности использования ресурсов за счет изменения качественных характеристик топлива, х1 = 1, х2 = =0 при повышении эффективности использования топливно-энергетических ресурсов за счет ремонта тепловой сети; V}, - объемы выбросов /-го вредного вещества /го вида топлива, т у.т.; ПДУ] - предельно-допустимые выбросы /-го вредного вещества /то вида топлива, т у.т.; Q^j, Qпг - объем используемого топлива /го вида и природного газа соответственно, руб.

Критерий экономико-математической модели отражает повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения с учетом затрат на производство тепловой энергии. Полученный эффект от реализации мероприятий по повышению эффективности использования ресурсов должен быть максимальным.

Первое ограничение в экономикоматематической модели отражает недопустимость нарушения предприятием теплоснабжения природоохранных нормативов при реализации мероприятий по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов. Второе ограничение отражает необходимость достаточности финансовых ресурсов для проведения мероприятий по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов. Третье ограничение отражает возможность использования резервных видов топлива.

Разработанная экономико-математическая модель позволяет осуществить оценку эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения с учетом зависимости мероприятий, проводимых на предприятии теплоснабжения, от эколого-экономических затрат на их проведение.

Для эколого-экономической оценки использования ресурсов в системе теплоснабжения был разработан механизм в виде алгоритма. Он основан на экономико-математической модели и состоит из предварительного, заключительного и двух основных этапов.

Предварительный этап включает в себя сбор необходимой информации для определения эколого-экономи-ческих параметров и показателей использования ресурсов в системе теплоснабжения, расчет показателя эффективности и принятие решения о целесообразности повышения эффективности использования ресурсов.

Первый этап включает в себя определение основных направлений повышения эффективности использования ресурсов в системе теплоснабжения и

1. Гаврилов Е.И. Экологические проблемы энергетики.

2. Клименко В.А., Орлов Ю.Н. Математическая модель оптимизации системы теплоснабжения.

3. Кожевников Н.Н., Басова Т.Ф., Леонова Э.Г. Экономика и управление в энергетике. М.: Академия, 2003. 384 с.

формирование перечня вариантов по направлениям. С помощью установленных зависимостей анализируется предложенный перечень вариантов и на основании значений критерия эффективности по каждому из них, с учетом всех ограничений, выбирается наилучший вариант с максимальным значением критерия эффективности.

Второй этап включает в себя сравнение выбранных вариантов по всем направлениям и выбор наиболее эффективного варианта реализации мероприятия.

На заключительном этапе проводится оценка финансовых возможностей для проведения новых мероприятий с учетом полученного списка выбранных вариантов и реализация системы выбранных мероприятий.

Предложенный в работе механизм эколого-экономической оценки использования топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения позволяет определить систему наиболее рациональных мероприятий, при которых обеспечивается минимальная величина эколого-экономических затрат.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: МЭИ, 2001. 472 с.

5. Топливно-энергетический комплекс России. / Статистический сборник. Госкомстат РФ. М., 2002.

— Коротко об авторах----------------------------------------------

Аюров В.Д. - профессор, доктор технических наук,

Роднова И.С. - аспирантка, кафедра «Экономика природопользования», Московский государственный горный университет.