CC BY
26
- © Н.М. Боднарук, 2014
УДК 622:504
Н.М. Боднарук
ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПРИ РАЗРАБОТКЕ БУРОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Исследования эколого-экономических задач при разработке буроугольных месторождений показало разнообразие марок и сортов энергетических углей, их использование преимущественно на получение электроэнегии и тепловой энергии. Современное состояние природных запасов углеводородного топлива и тенденций их освоения, создают предпосылки для усиления роли научно-технического прогресса.
Ключевые слова: буроугольные месторождения, эколого-экономические задачи, сжигание низкосортного топлива, электростанции, ущерб окружающей среде.
Среди большого разнообразия марок и сортов энергетических углей бурый уголь отличается от других марок углей более низким качеством, которое выражено, прежде всего, в повышенном до 50% содержании золы и более низкой теплотворной способности. Сравнительная эколого-энергетическая характеристика различных видов топлива представлена в таблице.
Бурый уголь в Центральном регионе России может представлять значительный интерес и как комплексное горно-химическое сырье, и как составная часть органо-минеральных удобрений и как сырье, обогащенное полезными редкими и рассеянными элементами. Концентрации в угле на ряде участков разрабатываемых месторождений таких элементов как
галлий (20-40 г/т), цинк (20-213 г/т), иттрий (15-85 г/т), лантан (1350 г/т), церий (30-50 г/т), скандий (до 19 г/т), тантал (до 10 г/т) дает возможность говорить об их попутном комплексном извлечении.
В отходах обогащения углей выявлен ряд ценных компонентов на уровне промышленных содержаний: циркония - до 610 г/т, тантала - до 100 г/т, скандия - до 20 г/т, золота -до 1,1 г/т, глинозема - до 30-40%.
Использование бурого угля в про-мышленно развитых странах, в настоящее время, ориентированно преимущественно на получение электроэнергии и тепловой энергии. На рубеже веков в структуре мирового топливо - энергетического баланса бурый уголь занимает пятое место (рисунок).
Эколого-энергетическая характеристика различных видов топлива
Теплотворная способность различного топлива Показатели, единицы измерения
Теплотворная способность Единицы % содержания углерода Коэфф. выбросов CO2
Сырая нефть 45-46 М Дж/кг 89 70-73 г/М Дж
Природный газ 39 М Дж/м3 76 51 г/М Дж
Каменный уголь 21,5-30 М Дж/кг 67 90 г/М Дж
Бурый уголь 9,7 М Дж/кг 25 1,25 кг/кВт
Древесина 16 М Дж/кг 42 94 г/М Дж
Место бурого угля в структуре мирового топливо-энергетического баланса
Так, на пример в Германии первое место среди местных энергоносителей занимает бурый уголь. Бурый уголь был важнейшим источником энергии (70%) в бывшей ГДР. Но односторонняя ориентация энергоснабжения на бурый уголь привела к массивному загрязнению окружающей среды. После объединения Германии его добыча в новых землях в результате реструктуризации экономики и диверсификации энергоснабжения упала на 70% (с 249 млн т в 1990 г. до 74 млн т в 1997 г.). Несмотря на это, бурый уголь, пусть на более низком уровне, все же сохранил роль основного энергоносителя. В последние годы значительно уменьшилось загрязнение окружающей среды благодаря сокращению его добычи, модернизации и строительству новых электростанций, широкомасштабным экологически-оздоровительным работам, финансируемым государством.
В 2001 г. в Германии выработка электроэнергии на основе бурого угля составила 27,4% от общего объема. Из общего объема 175,4 млн т добытого в 2001 г. бурого угля -160,9 млн т или около 92% было использовано на электростанциях общего назначения.
Вследствие значительной влажности бурого угля, в среднем составляющей около 55%, его транспортировка на дальние расстояния является неэкономичной. Преимущественно бурый уголь используется или подвергается переработке вблизи добывающих его предприятий.
После электростанций общего пользования предприятия по переработке бурого угля занимают второе по значимости место в буроугольной отрасли Германии. Производимые в Германии продукты переработки бурого угля используются в основном для внутреннего потребления. Главными их потребителями являются промышленность для выработки электроэнергии и тепловой энергии (более четырех пятых), коммунальный сектор и мелкие потребители (менее пятой части). Производство продуктов переработки бурого угля представляет собой следующие виды продукции:
1. Буроугольные брикеты (1,74 млн т в 2001 г), при этом растет доля упакованных брикетов (до 30%).
2. Буроугольное пылевидное топливо для использования в промышленных котельных составило 2,65 млн т.
3. Бурый уголь для сжигания в циркуляционных топках с «кипящим слоем» составил 0,57 млн т.
4. Мелкозернистый буроуголь-ный кокс является специальным продуктом используемым в процессах очистки отработанных воды и газа. В 2001 г. его производство составило 0,18 млн т.
Таким образом, суммарно на долю продуктов переработки бурого угля в Германии приходится около 2,9% от объема его добычи.
Аналогичная, но в меньших масштабах, практика производства и использования бурого угля имеет место и в других промышленно развитых странах.
В России перспективы добычи бурого угля, в соответствии со стратегией энергетического развития, будут определяться спросом на него на внутреннем рынке страны, обусловленным уровнем технологической и ценовой конкурентоспособности угля по отношению к альтернативным энергоресурсам в условиях насыщенности рынка топливом.
Основные объемы добычи бурых углей будет определяться темпами развития Канско-Ачинского бассейна, а также освоением месторождений в Читинской области, на Дальнем Востоке и в Приморском крае. Основными потребителями бурых углей в России являются производства по выработке тепловой и электрической энергии.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что бурые угли занимают устойчивое положение в топливо -энергетическом балансе, как в России, так и за рубежом. Основными потребителями бурых углей являются электростанции.
Отличительной особенностью российской практики использования бурых углей от практики их использования за рубежом, является отсутствие
промышленного производства продуктов переработки.
В основе государственного влияния на состояние и развитие производства и потребления энергоносителей лежат разрабатываемые и реализуемые им концепции рационального использования национальных природных ресурсов.
Государство, обладая комплексом экономических, юридических и административных мер, во многом предопределяет соотношение цен на различные энергоносители. Поэтому, для развития как, потребителей, так и производителей энергоносителей большое значение имеет государственная политика в области регулирования цен на энергоносители.
Выход России на мировой уровень соотношения цен на газ и уголь к 2010 г. неизбежно приведет к замещению природного газа углем на действующих газо-угольных электростанциях, увеличению выработки электроэнергии на угольных ТЭС. В результате вступления в ВТО дополнительная потребность в энергетических углях при замене на ГРЭС газа на уголь к 2010 г. составит 40 млн т в год.
В соответствии с энергетической стратегией России, развитие отраслей ТЭК вызывает необходимость совершенствования действующих и создания новых конкурентоспособных оборудования и материалов, соответствующих требованиям каждого звена всех технологических цепочек, как для производства традиционной продукции ТЭК, так и для новых ее видов.
Современное состояние природных запасов углеводородного топлива и тенденций их освоения, создают предпосылки для усиления роли научно-технического прогресса. Это связано с тем, что запасы более «удобных» энергоносителей в виде газа и
нефтепродуктов ограничены, и будущее электроэнергетики во многом зависит от повышения эффективности использования угля.
По мнению академика А.А. Ма-дояна, на протяжении ХХ в. никаких кардинальных изменений в использовании угля не произошло. Уголь использовался по старинке - кидался в топку. В то же время, уголь является богатейшим сырьем, которое целесообразно более полно использовать.
В соответствии с разрабатываемыми технологиями, НИИ по экологическим проблемам энергетики (г. Ростов-на-Дону), энергетическую ценность угля можно повысить. В соответствии с этими технологиями, предполагается создавать станции для окисления добытого угля. В результате он расщепится на углерод и остаточную массу. Это позволит, с одной стороны, повысить эффективность сжигания топлива, так как углерод сжигается боле эффективно, чем уголь, а с другой стороны из остаточной массы получать полимеры и стройматериалы.
В соответствии с прогнозами А.А. Мадояна расцвет новых угольных технологий наступит в первой половине XXI в.
Но это в отдаленный период времени, а в настоящий период конкурентоспособность угля может быть повышена:
А. При его добыче из недр путем:
• повышения его качества при ведении добычных работ,
• снижения производственных издержек при его добыче и транспортировке.
Б. При эго использовании в электроэнергетике путем широкого промышленного освоения эффективных и экологически чистых технологий сжигания, таких как:
• сжигание в циркулирующем кипящем слое с кольцевой топкой,
• сжигание с внутрицикловой газификацией угля с использованием полученного газа в парагазовых установках.
Большое внимание повышению эффективности использования бурого угля на электростанциях уделяется в Германии. В 2002 г. на развитие научно-технического прогресса в этой области направлено 10 млрд евро.
В результате разработанных мероприятий произведена модернизация восьми энергоблоков, позволившая повысить их к.п.д. на 10%. В результате выполненных научных разработок к.п.д. еще семи сооружаемых энергоблоков возрастет более чем на 40%. Ежегодное сокращение эмиссии СО2 составит от 2 до 3 млн т, так как при неизменном уровне производства электроэнергии должно использоваться меньше рядового угля.
В соответствии с прогнозами регионального представителя Wold Energy Council Клауса Брендоу: «Мировой спрос на уголь .... к 2030 увеличится.... при условии, что потребители энергии будут использовать эффективные и экологически чистые технологии сжигания угля».
Совершенствованию НТВ - технологий обеспечивающих повышение эффективности сжигания низкосортных топлив, каковыми являются бурый уголь и отходы производств посвящены работы В. Померанцева. Примером эффективности их применения для использования подмосковных углей может быть проведенная в конце 1990-х гг. реконструкция РГРЭС в Рязани.
В соответствии с заключениями сделанными в работе, экологические последствия производственной деятельности горно-добывающих предприятий непосредственно в угольных регионах зависят от технологических, горно-геологических, природно-климатических факторов и проявляются
в различных сочетаниях негативных изменений природных комплексов.
В работе «Экология угольной промышленности России на рубеже XXI века» отмечается, что до настоящего времени не разработана методика определения величины эколого-экономического ущерба наносимого предприятиями отрасли окружающей среде. Авторы особенно подчеркивают тот факт, что платежи за загрязнение окружающей среды должны исходить из величины ущерба, а не на основе вреда, производимого зачастую волевым порядком.
Разработке методических подходов, методов и механизмов по эколо-го-экономической оценке и регулированию взаимоотношений угледобывающих предприятий с окружающей средой посвятили свои работы многие исследователи современности.
Основополагающие принципы и подходы в решении эколого-эконо-мических задач в угольной промышленности нашли отражение в работах коллективов авторов, возглавляемых профессором В.А. Харченко.
О необходимости обеспечения неразрывности задач сохранения окружающей среды и экономического развития высказываются авторы работы «Экологические проблемы крупного угледобывающего бассейна при переходе к устойчивому развитию». Для решения данной задачи авторы считают необходимым дать количественные и качественные соотношения между экономически целесообразным и экологически допустимыми нагрузками на природные комплексы.
Выбор вариантов проектных решений для проведения горно-строительных работ предложен на основе эколо-го-экономической оценки проектных предложений методом моделирования с учетом сопоставления затрат и ущербов получаемых в экономической, экологической и других сферах.
Выбор организационно-технических мер по обеспечению рационального природопользования предложено осуществлять С. А. Мехалевым на основе разработанной им методологии эколого-экономической оценки производственно-технологических и природно-ресурсных параметров угледобывающего предприятия.
Выбор направлений развития угледобывающих предприятий предложено осуществлять на основе разработанного в ней механизма эколого-экономической оценки учитывающей влияние как внутрипроизводственных так и внешних факторов.
Выбор инвестиционных проектов для осуществления природоохранных мероприятий на горнодобывающих предприятиях в работе предложено осуществлять на основе разработанного ее авторами интегрального показателя учитывающего экологические, экономические, технологические и организационные факторы.
Вопросам эколого-экономической оценки использования твердых угле-отходов посвящены работы А.А. Малышевой и Н.П. Иватановой.
Повышать эффективность системы регулирования природопользования на горнодобывающих предприятиях предлагается на основе разработанной эколого-экономической оценки эффективности природопользования с учетом производственных, экологических и социальных факторов.
К основным задачам науки для обеспечения заключительного этапа ре-структиризации отрасли, по мнению Е.Я. Диколенко, следует отнести наряду с созданием различных средозащитных мероприятий, в том числе и совершенствование экономического механизма регулирования природопользования с учетом полного отражения затрат на возмещение ущерба окружающей среде.
Результаты и перспективы научно-исследовательских работ, обеспечива-
ющих природоохранную деятельность предприятий, вопросы экономической оценки негативного воздействия угольной промышленности на окружающую среду и мер, способствующих нейтрализации этого влияния нашли отражение в работах Ю.В. Каплунова.
1. «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года». Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. 1234-р.
2. Щадов В.М. Обзор угольной промышленности России: стратегия и потенциал будущего // Обзор рынков и экономики российской энергетики. - 2005. - № 3.
3. Тарарина Л.Ф. и др. Природа тульского края. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. - М.: Профсоюзы и экономика, 2001. - 612 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_
Вместе с тем, в приведенных исследованиях не нашли должного отражения вопросы связанные с эколого-эко-номическим обоснованием развития угледобычи в условиях современного Подмосковного угольного бассейна.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Степанов С.Г., Исмаилов С.Р. и др. Энергетическое использование канско-ачинских углей // Уголь. - 2003. - июль. - С. 50-54.
7. Кропчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра: Технология, экология, экономика. - М.: Новый век, 2001, 215с.
8. Собственник в электроэнергетике: государство, инвесторы, акционеры. Российская академия государственной службы при Президенте Российской Федерации. www. rags ru ЕШ
Боднарук Николай Михайлович - кандидат экономических наук, МГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: ud@msmu.ru.
UDC 622:504
ANALYSIS OF ECOLOGICAL-AND-ECONOMIC PROBLEMS IN LIGNITE COAL MINING
Bodnaruk N.M., Candidate of Economical Sciences,
Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS», e-mail: ud@msmu.ru.
By working out 6ypoyronbHbix deposits a variety of marks and grades of power coals, their use mainly on reception эпектроэнегмм and thermal energy has shown researches of ekologo-economic problems. The current state of natural stocks of hydrocarbonic fuel and tendencies of their development, create preconditions for strengthening of a role of scientific and technical progress.
Key words: lignite coal deposits, ecological-and-economic problems, low-quality fuel combustion, power plants, environmental damage.
REFERENCES
1. «Energeticheskaya strategiya Rossii na period do 2020 goda». Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiiskoi Federatsii ot 28 avgusta 2003 g. (The Energy Strategy of Russia for the Period of up to 2020. RF Government Decree of August 28, 2003).
2. Shchadov V.M. Obzor rynkov i ekonomiki rossiiskoi energetiki, 2005, no 3.
3. Tararina L.F. Priroda tul'skogo kraya. TGPU im. L.N. Tolstogo (Tula region nature. Tolstoy's Tula State Pedagogical University), Moscow, Profsoyuzy i ekonomika, 2001, 612 p.
6. Stepanov S.G., Ismailov S.R. Ugol', 2003, July, pp. 50-54.
7. Kropchin I.P., Kudinov Yu.S. Ugol' segodnya, zavtra: Tekhnologiya, ekologiya, ekonomika (Coal today, tomorrow: Technology, ecology, economics), Moscow, Novyi vek, 2001, 215 p.
8. Sobstvennik v elektroenergetike: gosudarstvo, investory, aktsionery. Rossiiskaya akademiya gosudarst-vennoi sluzhby pri Prezidente Rossiiskoi Federatsii (Property owner in electrical energy industry: State, investors, stock holders. Russian Academy of State Service at the President of the Russian Federation), available at: www.rags ru.
