CC BY
15УДК 338.2:504.4.062.2
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
© 2014 г. Е.М. Касимова, Г. А. Оболдина
ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», г. Екатеринбург
Ключевые слова: водопользование, эколого-экономическое обоснование, наилучшие доступные технологии, приведенные затраты, приведенные экологические затраты, эколого-экономическая эффективность.
Е.М. Касимова
Г.А. Оболдина
Разработана укрупненная схема эколого-экономического обоснования выбора лучших технологий при регулировании водопользования. Выявлены недостатки традиционных методов технико-экономического обоснования выбора технологий. Предложен показатель приведенных экологических затрат, применение которого обеспечивает объективность эколого-экономических процедур сравнения.
В настоящее время в Российской Федерации активно разрабатываются изменения в законодательство об охране окружающей среды, обеспечивающие внедрение наилучших доступных технологий (НДТ).
При характеристике НДТ необходимо учитывать затраты на внедрение технологий и экономические преимущества, которые дает их использование. Обработка данных о существующих технологиях осуществляется в два параллельных этапа:
- оценка комплексного воздействия (ОКВ);
- оценка эколого-экономической эффективности (ОЭЭЭ).
На рис. 1 приведена блок-схема обоснования НДТ с учетом эколого-экономического фактора, по которой проводится выбор технологии, введение в рекомендательный справочник НДТ и проверка соответствия данной технологии уровню НДТ.
В результате ранжирования НДТ с точки зрения экологической результативности вариант с наименьшим воздействием на окружающую среду, скорее всего, и будет наилучшим при условии обоснования экономической
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
Рис. 1. Блок-схема выбора НДТ с учетом эколого-экономического фактора.
эффективности [1]. Для оценки эколого-экономической эффективности важно, чтобы информация о затратах, которая может быть получена из различных источников, была объективна собрана и обработана.
По общепринятым методикам учета затрат основными экономическими показателями являются приведенные затраты П,, (руб/м3тод), представляющие собой сумму текущих издержек и единовременных затрат, приведенных к годовой размерности в соответствии с установленным нормативным коэффициентом эффективности:
П = Эг + Ен • К,, (1)
где Э, - эксплуатационные затраты по сравниваемым вариантам, руб/м3тод; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. В водоохранной технологии принят Ен = 0,15;
К, - единовременные капитальные затраты по сравниваемым вариантам, руб/м3-год.
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
Следует признать, что система расчетов в руб/м3 имеет интегральный характер, охватывая все ингредиенты, содержащиеся в сточных водах, но не позволяет увязывать затраты в денежном выражении с качеством очистки.
Для оценки качества воды разработаны комплексные критерии [2]:
- показатель антропогенной нагрузки (ПАН, усл. тыс. м3/тыс. м3). Кон -центрация аналита, отражающая определенный вид воздействия хозяйствующего субъекта, измеренная в сточной воде, отнесенная к величине соответствующего целевого показателя, представляет собой не что иное, как требуемую кратность разбавления до безвредного содержания;
- потенциал воздействия сточных вод технологии. Концентрация анали-та, отражающая определенный вид воздействия хозяйствующего субъекта, измеренная в сточной воде, отнесенная к величине единицы воздействия (вредности - ЕВ) ингредиента (ПВ, ЕВ/тыс. м3).
Выполнен расчет приведенных затрат, характеризующих изменение затрат при сокращении условных объемов воды, требуемой для разбавления сточных вод (ДПАН) после внедрения НДТ. Назовем данную характеристику приведенными экологическими затратами.
Расчет приведенных экологических затрат (ПЭЗ,, тыс. руб/усл. тыс. м3-год) производится по формуле:
ПЭЗ, = П , (2)
ДПАН
где П, - приведенные затраты, руб/м3тод;
ДПАН - уменьшение показателя антропогенной нагрузки сточных вод,
усл. тыс. м3/тыс. м3.
Данный показатель назван приведенными экологическими затратами, исходя из учета экологичности используемой технологии.
Использование показателя приведенных экологических затрат обеспечивает объективность эколого-экономических процедур сравнения.
Пример обоснования выбора НДТ
Расчет выполнен для сооружений очистки городских сточных вод. В качестве НДТ взяты технологии из Реестра НДТ по очистке сточных вод городов и поселений [3]. К наилучшим доступным технологиям авторы Реестра отнесли следующие технологии.
1. Полная биологическая очистка и обеззараживание (НДТ-1).
2. Биологическая очистка с полным окислением и обеззараживанием (НДТ-2).
3. Полная биологическая очистка с удалением биогенных веществ и обеззараживанием (НДТ-3);
4. Полная биологическая очистка с доочисткой и обеззараживанием (НДТ-4).
5. Полная биологическая очистка с удалением биогенных веществ, глу -бокой доочисткой и обеззараживанием (НДТ-5).
Водное хозяйство России № 2, 2014
оз
■I
яйство России
Этапы эколого-экономического обоснования комплексных допустимых воздействий:
1. Исходные данные (табл. 1).
Таблица 1. Исходные данные качества сточных вод технологий Реестра НДТ
№ Наименование загрязняющего вещества С мг/дм3 НДТ-1 НДТ-2 НДТ-3 НДТ-4 НДТ-5
Свых, мг/дм 3
1 Взвешенные 110 15 15 12 8 3
вещества
2 ХПК 250 75 60 50 46 18,7
3 Азот аммонийный 18 8 4 1 6 0,39
4 Азот нитритный - 0,5 0,2 0,1 0,3 0,02
5 Фосфор общий 15 5 5 1,5 4 0,2
Примечание: Свх - концентрация сточных вод до очистки; Свых - концентрация очищенных сточных вод.
Авторы Реестра НДТ по очистке сточных вод городов и поселений определили ориентировочные удельные капитальные затраты технологий при разной производительности (табл. 2).
Таблица 2. Производительность очистных сооружений и величины удельных капитальных затрат на очистку сточных вод по НДТ (в ценах на 01.01.2010)
Производительность очистных сооружений, Удельные капитальные затраты, руб/тыс. м3тод
тыс. м3/сут тыс. м3/год НДТ-1 НДТ-2 НДТ-3 НДТ-4 НДТ-5
10 3650 9080 9988 11 985 14 755 17 706
25 9125 6955 7650 9180 11 302 13 562
50 18 250 5409 5949 7138 8790 10 540
100 36 500 4443 4877 5852 7196 8635
200 73 000 3864 4250 5070 6279 7534
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
2. Расчет показателей комплексного воздействия НДТ [2]. Результаты расчета показателей комплексного воздействия сточных вод выполнены по формуле (3) и приведены в табл. 3
ЛПАН = ПАНсв - ПАНосв,
(3)
где ПАНсв - ПАН сточных вод до очистки, усл. тыс. м3/тыс. м3; ПАНосв - ПАН сточных вод после очистки, усл. тыс. м3/тыс. м3. Расчет ЛПВ выполнен аналогично (3).
Используя комплексные показатели ПАН, ПВ и ЛПАН и ЛПВ можно оперативно сравнить технологии и выделить лучшие из них (НДТ-3, НДТ-5).
Таблица 3. Сводные данные по расчетам показателей ПАН и ПВ
Вид очистки ЕПАН, усл. тыс. м3/тыс. м3 ЛПАН, усл. тыс. м3/тыс. м3 ЕПВ, ЕВ/тыс. м3 ЛПВ, ЕВ/тыс. м3
Сточные
воды 173,65 18,90
до очистки
НДТ-1 81,76 91,89 5,93 12,97
НДТ-2 55,01 118,64 4,57 14,33
НДТ-3 23,06 150,59 2,39 16,51
НДТ-4 56,98 116,67 4,08 14,82
НДТ-5 1,87 171,78 0,68 18,22
Примечание: полужирным шрифтом выделены наилучшие значения.
70
60
д
о
1- сл 50
о
40
£
с
30
1С
у
р
,З 20
Э
П
10
0
ЧУ с
З она НДТ
Лучш ее качест во сточн ых вод
10 000
9000
8000
7000 д Р
гЧ
6000
О
5000 £
1С
4000 у р
3000 ,З ПЗ
2000
- 1000
ПЭЗ ПЗ
0
1
2
5
3 4 Тип НДТ
Рис. 2. Приведенные затраты и приведенные экологические затраты для НДТ
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
&
НДТ-5 ПЭЗ, руб/ усл. тыс. м3-год т о >—I чо гч ^ ^г т гч гч
ПЭЗ, руб/ ЕВ-год о ю <ч ^ 00 ^Т ^ ^Г т гч гч <4
ПЗ, руб/ тыс. м3-год 9046 6929 5385 4412 3849
НДТ-4 ПЭЗ, руб/ усл. тыс. м3-год Ш С^ 00 С^ О 64332
ПЭЗ, руб/ ЕВ-год с^ о т оо о 09041 53322
ПЗ, руб/ тыс. м3-год 7538 5774 4491 3676 3208
НДТ-3 ПЭЗ, руб/ усл. тыс. м3-год -ч -ч тг О ТТ Г<1 <4 <4
ПЭЗ, руб/ ЕВ-год ^н тГ ^Н ^н 78285 т г^ г^ ^ ^
ПЗ, руб/ тыс. м3-год 6123 4690 3647 2990 2590
НДТ-2 ПЭЗ, руб/ усл. тыс. м3-год 3 3 6 1 8 43221
ПЭЗ, руб/ ЕВ-год чо м <ч тг <ч Г<1 <4 <4 -ч
ПЗ, руб/ тыс. м3-год 5103 3908 3039 2492 2171
НДТ-1 ПЭЗ, руб/ усл. тыс. м3-год О С^ О ^ 53322
ПЭЗ, руб/ ЕВ-год 84352 С— >—1 Г— 1/4 т гч '
ПЗ, руб/ тыс. м3-год 4639 3553 2763 2270 1974
Производительность очистных сооружений, тыс. м3/сут ° ° § § — ^ 2 °
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
3. Расчет приведенных затрат.
Расчет приведенных затрат и приведенных экологических затрат проведен по формулам (1) и (2). Использованы данные табл. 2 с учетом коэф -фициента индексации цен на 2014 г., равным 1,31. Значения ЛПВ и ЛПАН взяты из табл. 3.
Полученные рассчитанные значения приведены в табл. 4, куда дополнительно внесены приведенные затраты, рассчитанные общепринятым способом.
На рис. 2 представлены полученные данные для проанализированных технологий при производительности 10 тыс. м3 в сут.
Выделена зона НДТ, в которую попадают показатели технологий, имеющих наиболее эффективные экологические затраты. Аналогичная зависимость выявляется при анализе приведенных экологических затрат, рассчитанных на единицу снимаемого воздействия (руб/ЕВ-год), для различных НДТ.
Таким образом, из данных рис. 2 и табл. 4 следует, что хотя НДТ-1 и самая дешевая технология из группы НДТ-1, НДТ-2 и НДТ-3 (4639 руб/тыс. м3-год), но самая неэкологичная, с максимальным значением приведенных экологических затрат (50 руб/усл. тыс. м3-год).
Из анализа приведенных экологических затрат рассмотренной серии НДТ следует, что:
- затраты на сокращение условного объема воды (тыс. усл. м3-год). необходимые для разбавления сточных вод составляют: после НДТ-3 -41 руб/усл. тыс. м3-год, в то время как после НДТ-1 - 50 руб/усл. тыс. м3-год. НДТ-2 - 43 руб/усл. тыс. м3-год;
- стоимость удаления 1 единицы вредности из сточных вод после НДТ-3 -371 руб/ЕВ-год, НДТ-1 - 358 руб/ЕВ-год, НДТ-2 - 356 руб/ЕВ-год.
Из табл. 4 и рис. 2 можно сделать вывод, что при оценке технологий по формальному признаку - качеству сточных вод могу быть выделены наилучшими технологии НДТ-3 и НДТ-5, по приведенным затратам - НДТ-1 и НДТ-2, по комплексным показателям ПАН и ПВ - НДТ-3 и НДТ-5, а по приведенным экологическим затратам наиболее выгодно для очистки сточных вод использовать НДТ-2 и НДТ-3 (табл. 5). Таким образом, с точки зрения эколого-экономической эффективности лучшей технологией является НДТ-3.
Следует отметить, что использование ПАН и ПВ обеспечивает достаточно надежное выявление технологий ранга НДТ. При этом из них следует выделять технологии, обеспечивающие максимальную эффективность снятия загрязняющих веществ на начальных стадиях и при доочистке. Другими словами, НДТ очистки и НДТ с доочисткой. По приведенным экологическим затратам выигрывают первые технологии очистки сточных вод, а технологии с доочисткой должны использоваться только по показаниям состояния качества воды водного объекта.
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 5. Обобщенные выводы о выборе НДТ по разным факторам
Фактор оценки Технология, признанная наилучшей
Качество сточных вод НДТ-3 и НДТ-5
Приведенные затраты НДТ-1 и НДТ-2
ДИАН НДТ-3 и НДТ-5
ДИВ НДТ-3 и НДТ-5
Приведенные экологические затраты НДТ-3 и НДТ-2
Таким образом, использование комплексного показателя ПАН при эко-лого-экономическом обосновании обеспечивает получение однозначных выводов, формирование необходимых рекомендаций для экспертов и хозяйствующих субъектов.
Данные ПЗ прекрасно ложатся на одну корреляционную кривую линию, в то время как по ПЭЗ выявляются две корреляционные кривые, характеризующие две группы технологии: очистки и доочистки. Причем для технологий с доочисткой как ПЗ, так и ПЭЗ превышают соответствующие значения технологий очистки сточных вод первой группы.
Использование комплексных показателей ПАН и ПВ может обеспечить многосторонний анализ целесообразности использования тех или иных технологий.
Например, известно, что с увеличением производительности очистных сооружений удельные капитальные затраты уменьшаются (табл. 2), но с учетом экологических факторов картина обратная (рис. 3).
д
б р
00
26 25 24 23 22 21 20
0
НДТ-3
X
3800 3600 3400
3200 д о
НДТ-1
Зона НДТ
а ПЭЗ ■ ПЗ
3000 3
о
2800 |
ю
2600 ^
го
2400 П 2200
2000
1 20
20 40 60 80 100 Производительность, тыс. м3 Рис. 3. Зависимость ПЭЗ и ПЗ от производительности для НДТ-1 и НДТ-3.
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
Существующая методология экономических исследований в области водопользования в основе своей построена на технико-экономических показателях очистки сточных вод в зависимости от производительности очистных сооружений. При переходе на НДТ и сокращении объемов сточных вод происходит мнимое увеличение общепринятых технико-экономических показателей процесса их очистки.
Выводы
1. Неизбежен пересмотр методологии экономического механизма водопользования. При выборе и обосновании технологий следует оперировать приведенными экологическими затратами.
2. Следующий этап исследований - оценка экономической целесообразности перехода от НДТ-1 к НДТ-3. Экономическая целесообразность перехода с НДТ-1 на НДТ-3 при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод очевидна, если стоимость доочистки не превышает ущерб от сброса сточных вод после НДТ-1.
3. Представлена методология укрупненной оценки эколого-экономичес-кой эффективности и целесообразности внедрения НДТ с использованием показателя - приведенных экологических затрат.
4. Показано, что наиболее экономически целесообразно вложение средств в технологии, обеспечивающие минимальное значение ПЭЗ при минимальном значении концентрации в очищенной воде или наибольшую эффективность на начальных стадиях процесса очистки сточных вод. В этом отношении особое внимание следует уделять водоохранным мероприятиям, касающимся основной технологии производства и локальной обработки сточных вод.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Комплексное предотвращение и контроль загрязнения окружающей среды. Справочный
документ по наилучшим доступным технологиям. Экономические аспекты и вопросы и воздействия на различные компоненты окружающей среды // Европейская комиссия. Генеральная дирекция. Объединенный научный центр. Институт по исследованию перспективных технологий. Отдел конкурентоспособности и устойчивого развития Европейского бюро по комплексному предотвращению и контролю загрязнений окружающей среды. Июль 2006 // Режим доступа: http://www.14000.ru/brefs/BREF_ECME.pdf.
2. Оболдина Г.А., Сечкова Н.А., Попов А.Н., Поздина Е.А. Методы оценки комплексного
воздействия технологий при водопользовании // Водное хозяйство России. 2014. № 2. С. 34-49.
3. Багаев Ю.Г. Наилучшие доступные технологии в очистке коммунальных сточных вод. Ре-
жим доступа: http://lib.convdocs.org/docs/index-145161.html.
Водное хозяйство России
Сведения об авторах:
Касимова Екатерина Мидхатовна, младший научный сотрудник, ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов» (ФГУП РосНИИВХ), 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира, 23; e-mail: katri-@inbox.ru
Оболдина Галина Анатольевна, зав. сектором технического регулирования отдела восстановления рек и водоемов, ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов» (ФГУП РосНИИВХ), 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира, 23; e-mail: elizgalina@mail.ru
Водное хозяйство России № 2, 2014
Водное хозяйство России
