CC BY
23
------------------------------------- © Е.В. Горюнова, Н.А. Гагарина,
2006
УДК 658.310.8:622.333
Е.В. Горюнова, Н.А. Гагарина
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ УТИЛИЗАЦИИ ВЫСОКОСЕРНИСТЫХ УГЛЕОТХОДОВ В УСЛОВИЯХ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА
ш ж одмосковный буроугольный бас-
л. Л. сейн является одним из наиболее освоенных в России и занимает ряд центральных и западных областей Европейской части России. Максимальный годовой объем угледобычи составлял ранее около 20 млн т. Добыча и обогащение углей оказало негативное влияние на окружающую среду. В частности, разработка месторождений бурых углей привела к резкому нарушению природных ландшафтов Тульской области и появлению большого количества техногенных образований (терриконов и шламохранилищ), содержащих отходы добычи и обогащения углей, объемы которых составляют около 70 млн т и занимают площадь не менее 542 га.
Углеотходы, размещенные на территории Тульской области, содержат ряд токсичных химических элементов, суммарные объемы которых составляет [6]:
- цинк - 6577 т.;
- мышьяк - 4449,9 т.;
- свинец - 9535 т.;
- хром - 12724 т.;
- кадмий - 159,9 т.;
- медь - 5721,3 т.;
- ртуть - 31,8 т.;
- ванадий - 6674,9 т.
Согласно постановлению правительства РФ от 12.06.03 г. № 344 определен норматив платы за выбросы этих загрязняющих веществ в атмосферный воздух и в
поверхностные и подземные воды (таблица) [4]:
В отличие от других углеотходов, подмосковные отличаются высоким содержанием соединений серы. Поэтому, за счет их окисления происходит миграции ряда химических элементов, в том числе и токсичных, которые оказывают неблагоприятные экологические воздействия на окружающую среду. Все это подтверждает необходимость осуществления природоохранных мероприятий. Согласно статье 16 Федерального закона «Об охране окружающей среды» порядок исчисления и взимания платы за негативное воздействие на окружающую среду устанавливается законодательством РФ [8].
Рассчитаем плату за загрязнение окружающей среды для шахты «Васильевская» Подмосковного угольного бассейна [3]:
П = М • Ц • Кэ • Ки,
где М - фактическая масса углеотходов, М = 520000 т; Ц - норматив платы за размещение углеотходов, Ц = 497 руб./т; Кэ -коэффициент, учитывающий экологическую ситуацию; Кэ = 1,6; Ки - коэффициент индексации. В 2003 г. по новым базовым ценам К и - 1.
П =520000•497• 1,6 • 1 =413504000
руб. ~ 414 млн руб.
Оставшиеся после добычи или переработки полезных ископаемых отходы скла-
Норматив платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и в поверхностные и подземные воды
Наименование
Нормативы платы за выбросы 1 т загрязняющих веществ (руб.)
загрязняющих веществ Атмосферный воздух Поверхностные и подземные воды
В пределах установленных допустимых нормативов выбросов В пределах установленных лимитов выбросов В пределах установленных допустимых нормативов выбросов В пределах установленных лимитов выбросов
Цинк 41 27548 205 137740
Свинец 6833 2755 34165 13775
Кадмий 6833 55096 34165 275480
Ртуть 6833 27548091 34165 137740455
Мышьяк 683 5510 3415 27550
Хром 1366 55100 6830 275500
Медь 1025 275481 5125 1377405
Ванадий 1025 275481 5125 1377405
дируют в специальные хранилища. Угле-отходы являются источником загрязнения земель. Ущерб от загрязнения земель рассчитывается по формуле [3]:
уп = £ (Н( ккк г кКот.),
і=і
где Н з - норматив стоимости сельскохозяйственных земель, Нз = 156
тыс.руб./га; ^ - площадь загрязненных земель, ^ = 50 га; Кз - коэффициент, учитывающий степень загрязнения земель, Кз = 0,6; Кэ - коэффициент экологической ситуации, Кэ = 1,6; Кг - коэффициент, зависящий от глубины загрязнения земель, Кг = 1,3; Ки - коэффициент индексации стоимости земель, К и = 1; Кт - коэффициент для особо охраняемых территорий, К т = 1.
Уп =]Г (156 • 50 • 0,6 • 1,6 • 1,3 • 1 • 1) = 9734,4
І=1
тыс. руб. ~ 10 млн руб.
Терриконы шахты «Васильевская» имеют тенденцию к самовозгоранию. В процессе возгорания из отвала в атмосферу выделяются оксиды углерода, оксид и диоксид серы, сероводород, оксид азота,
зола. Горение может продолжаться в течение многих лет. Однако в настоящее время терриконы не горят, поэтому ущербом от загрязнения атмосферного воздуха можно пренебречь.
Загрязнение водных объектов углеот-ходами происходит вследствие вымывания ряда веществ при фильтрации природных водных потоков через массы минеральных отходов. Ущерб от загрязнения водных ресурсов [2]:
У = У ■ М ■ К
* в * уд т пр А э >
где Ууд - показатель удельного ущерба водным ресурсам, У уд = 10495,8
руб./усл.т; Мпр - приведенная масса выбросов загрязняющих веществ, Мпр = 10000 усл.т; Кэ - коэффициент экологической ситуации, Кэ = 1,6.
У = 10495,8 ■ 10000 ' 1,6 = 168 млн руб.
Также необходимо учитывать ущерб от недопущения к размещению углеотходов [2]:
У от = Уд, ■ Мпр ■ Кэ ,
где Ууд - показатель удельного ущерба
окружающей природной среде от размещения 1 т углеотходов, Ууд = 162,2 руб./т;
Мпр - приведенная масса углеотходов, Мпр = 520000 т; Кэ - коэффициент экологической ситуации, Кэ = 1,6.
Уотх = 162,5 . 520000 . 1,6 = 135 млн руб.
Общая плата, взимаемая за складирование и хранение углеотходов шахты «Васильевская» составляет:
Побщ = 414 + 10 + 168 + 135 = 727 млн руб.
С целью уменьшения вредного экологического влияния углеотходов шахты «Васильевская» на окружающую среду и снижения затрат на оплату штрафов, связанных с загрязнением окружающей среды, была рассмотрена возможность переработки углеотходов с получением новых товарных продуктов.
Тепловое воздействие является эффективным приемом экономически выгодной переработки высокосернистых углеотхо-дов. При термообработке углеотходов шахты «Васильевская» рассматривалась возможность как перевода соединений серы в газовую фазу, так и при добавлении к углеотходам известняка, связывание ее в твердом остатке. В результате экологическое влияние терриконов на экологию в регионе сводится к минимуму.
Достижение экономически приемлемых показателей утилизации возможно, если затраты на использование углеотхо-дов будут меньше затрат, необходимых на хранение этих отходов, проведение природоохранных мероприятий или их нейтрализацию другими способами. Очевидно, если параллельно с этим производится выпуск товарных продуктов, то с затратами на хранение (обезвреживание) отходов сопоставляется разность между стоимостью товарных продуктов и издержками этого производства.
В общем виде годовой экономический эффект от утилизации углеотходов определяется по формуле [9]
Эисп = [(Сп f - Сотх) + Ен (КП f - Котх)] Потх+
+ (Об - Он) Сскл + + в,
где Сп, Сотх - себестоимость изготовления единицы продукции соответственно на основе первичного сырья и углеотходов, руб.; f - коэффициент эквивалентности потребительских свойств изготовляемой из углеотходов продукции, определяемый как отношение количества продукта из единицы кондиционного сырья к количеству продуктов из отходов; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ен = 0,15); Кп, Котх -удельные капиталовложения на единицу изготовленной продукции соответственно на основе первичного сырья и отходов, руб.; Потх - количество изготовленной продукции из углеотходов в год, в натуральных единицах; Об, - количество
породы, размещаемой в отвале, соответственно при базовой и новой (с использованием отходов) технологии, т/год. Террикон шахты «Васильевская» является сформированным, и поэтому поступления новых количеств углеотходов туда не происходит; Сскл - расходы на складирование 1 т углеотходов, включая расходы на содержание породного отвала, руб.; 8 -площадь сохраняемой земли, пригодной для сельскохозяйственных нужд, га/год; N
- нормативная стоимость освоения новых земель взамен изымаемых для несельскохозяйственных нужд, руб./га; В - сумма убытков, возмещаемых землепользователям в связи с изъятием земельных участков и потерь продуктов сельскохозяйственного производства в данном году, руб.
Последние четыре показателя в данной формуле определяют косвенный эффект, получаемый за счет уменьшения затрат на складирование углеотходов и издержек в связи с сохранением или высвобождением пригодных для использования земель в сельскохозяйственном производстве, эти данные в расчете не учитываются из-за отсутствия информации, но очевидно, что при их рассмотрении экономический эффект возрастет.
Расчет экономического эффекта от производства коагулянта из углеотходов.
Отпускная цена на коагулянт составляет 2800 руб/т. Себестоимость одной тонны коагулянта, полученного из традиционного сырья 2240 руб/т, что составляет 80 % от цены. Капитальные вложения 52 руб/т. Из одной тонны традиционного сырья получается семь тонн коагулянта, следовательно коэффициент эквивалентности потребительских свойств изготовляемой из углеотходов продукции, определяемый как отношение количества продукта из единицы традиционного сырья к количеству продуктов из отходов равен 24.
Себестоимость одной тонны коагулянта, полученного из углеотходов 2000 руб/т. Капитальные вложения 193 руб/т, перерабатывается 50 тысяч тонн отходов в год. Из одной тонны углеотходов получается 290 кг коагулянта.
Э = [(2240 ■ 24 - 2000 + 0,15(52-24 - 193)] ■ 14500 = 752 814 625 руб. и
и 753 млн руб.
Расчет экономического эффекта от производства серной кислоты из углеот-ходов.
Отпускная цена на серную кислоту 600 руб/т. Себестоимость одной тонны серной кислоты, полученной из традиционного сырья 480 руб/т, что составляет 80% от цены. Капитальные вложения 80 руб/т. Из одной тонны традиционного сырья получается 1,22 тонн серной кислоты, следовательно коэффициент эквивалентности потребительских свойств изготовляемой из углеотходов продукции, определяемый как отношение количества продукта из единицы традиционного сырья к количеству продуктов из отходов равен 8,8. Себестоимость одной тонны серной кислоты, полученной из углеотходов 350 руб/т. Капитальные вложения 107 руб/т. Из одной тонны углеотходов получается 139 кг серной кислоты.
Э = [(480 ■ 8,8 - 350 + 0,15(80 ■ 8,8 -107)] ■ 7950 = 31 518 570 руб. и 32 млн руб.
Расчет экономического эффекта от производства портландцемента на основе
кальциевых силикатов, полученных из смеси углеотходов с известняком.
Отпускная цена на портландцемент 1410 руб/т. Себестоимость одной тонны портландцемента, полученной из традиционного сырья 1128 руб/т, что составляет 80% от цены. Капитальные вложения 180 руб/т. Из одной тонны традиционного сырья получается 0,67 тонн кальциевых силикатов, следовательно коэффициент эквивалентности потребительских свойств изготовляемой из уг-леотходов продукции, определяемый как отношение количества продукта из единицы традиционного сырья к количеству продуктов из отходов равен 1,1 Себестоимость одной тонны кальциевых силикатов, полученных из смеси углеотхо-дов с известняком 950 руб/т. Капитальные вложения 205 руб/т. Из одной тонны смеси углеотходов с известняком получается 639 кг кальциевых силикатов.
Э = [(1128 ■ 1,1 - 950 + 0,15(180 ■ 1,1 - 205)] ■ 41950 = 12 163 403 руб. и
и12 млн руб.
Приведенные данные свидетельствуют о довольно высокой экономической эффективности использования углеотходов в качестве сырья для различной продукции, и в частности для производства коагулянта, серной кислоты и кальциевых силикатов. Все выше изложенное свидетельствует о пригодности углеотходов для получения новых товарных продуктов. С другой стороны применение вышерассмотренных технологических процессов по термообработке углеотходов позволит предприятиям значительно сократить расходы на оплату штрафов, связанных с загрязнением окружающей среды.
Суммарный экономический эффект от замены традиционного сырья угле-отходами составит: 797 - 727 = 70 млн руб/год., что позволит не только сократить затраты на содержание террикона и оплату экологических штрафов, но и получить экономическую выгоду.
1. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Том 2. Под общей ред. Проф. Мазура И.И. - М.: Высшая школа, 1996, 655 с.
2. Методика определения предотвращения экологического ущерба. 1999 г.
3. Обращение с опасными отходами.
Учебное пособие. Под ред. Гарина В.М. и Соко-
ловой Г.Н. - М.: Проспект, 2005, 220 с.
4. Постановление от 12.06.03 г. № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления».
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------------
Горюнова Е.В. - аспирантка, адъюнкт РАЕН,
Гагарина Н.А. - аспирантка,
кафедра «Физика горных пород и процессов», Московский государственный горный университет.
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ ДИССЕРТАЦИИ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УЛЬРИХ Елена Викторовна Интенсификация процессов обезвоживания угольных шламов модифицированными полиэлектролитами 25.00.13 к.т.н.
5. Природоресурсные платежи. Учебное пособие. Под. ред. д.ю.н., проф. Ялбулганова А .А. - М.: КНОРУС, 2004, 246 с.
6. Савченко В.Е., Сычев А.И. Две стороны проблемы углеотвалов: Экологическая безопасность и перспективы полезного использования.
7. Спичак Ю.Н, Ткачев В.А., Кипко А.Э. Охрана окружающей среды и рациональное использование месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1993, 171 с.
8. Федеральный закон РФ «Об охране окружающей среды». - М.: ЭКСМО, 2005 с.
9. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. - М.: Недра, 1991. 250 с.
