CC BY
266
© А.Г. Лапенкова, 2007
УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ В БОЛЬШИХ ГОРОДАХ
А.Г. Лапенкова
В современной России особо остро стоит вопрос с утилизацией отходов, что нашло свое отражение в Концепции обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации (утверждена Постановлением коллегии Госстроя России № 17 от 22 декабря 1999 г.). В связи с ростом городского населения все большее значение приобретает проблема вывоза отходов на дальнее расстояние. Так, среднее по России расстояние вывоза ТБО составляет 20 км, в крупных городах с населением более 500 тыс. жителей оно возрастает до 45 км и более. По данным обследования 100 городов РФ (без Москвы и Санкт-Петербурга), около 45 % всех ТБО транспортируются на расстояние 10-15 км, 40 % - на 15-20 км, а 15 % всех отходов -более чем на 20 км. Как показывают статистические данные, дальность вывоза ТБО ежегодно возрастает в среднем на 1,5 км, а себестоимость их транспортировки соответственно на 15-20 % 1.
Одним из реальных путей сокращения транспортных расходов является переход к двухэтапной системе вывоза ТБО с применением мусороперегрузочных станций (МПС) и большегрузных транспортных мусоровозов. Анализ показывает, что путем внедрения двухэтапного вывоза можно сократить транспортные расходы на 30 %. Одновременно сокращаются выбросы в атмосферу от мусоровоз-ного транспорта.
Накопление ТБО в РФ в 1998 г. составило около 30 млн т. С учетом увеличения удельных норм накопления прогнозируется их рост к 2007 г. до 38 млн т. Основная масса ТБО вывозится из городов и поселков городского типа на свалки и полигоны, занимающие в стране свыше 40 тыс. га земли; кроме того, около 50 тыс. га составляет площадь закрытых (заполненных) свалок и полигонов. Ежегодно по России в среднем отчуждается около 1 тыс. га для захоронения
ТБО. Например, на рисунке 1 изображена одна тысяча гектаров в виде квадрата в сравнении с территорией города Волгограда, что дает наглядное представление о масштабах отчуждения.
В Волгограде, как и в большинстве российских городов, сегодня основной системой удаления отходов является система несменяемых мусоросборников (металлические контейнеры емкостью 0,75 куб. м) и мусороуборочные машины, используемые для транспортирования отходов. Рассмотрим машину ЗИЛ МКМ-2, грузоподъемность которой 4,5 т и максимальная вместимость - 18 куб. м. Получается, что, обслужив в среднем 24 контейнера (или 34 контейнерных площадки), машина должна ехать на полигон (свалку) для выгрузки собранных отходов. В связи с большой протяженность нашего города, плечо вывоза очень велико. Таким образом, большую часть времени мусороуборочные машины тратят на путь до полигона и обратно, и, как следствие, в системе санитарной очистки города часто возникает ситуация несвоевременного удаления отходов. Естественно полагать, что именно переход к двухэтапной схеме транспортировки отходов в нашем городе - это реальный путь снижения транспортных издержек.
Более того, российский опыт наглядно демонстрирует эффективность подобного рода решения проблемы мусороудаления в больших городах.
Так, для экономического сравнения вариантов прямого и двухэтапного вывоза отходов рассмотрим МПС города Москва (СВАО), производительностью 300 тыс. т/год. В качестве примера рассчитаем эффективность применения двухэтапной схемы мусороудаления, используя методику,предложенную Академией коммунального хозяйства им. К.Д. Панфилова (см. таблицу)2.
Рис. 1
Исходные данные для расчета экономической эффективности двухэтапного вывоза ТБО *
№ п/п Наименование показателя Единица измерения Прямой вывоз Двухэтапный вывоз
1 Эксплуатационная производительность МПС тыс. т — 300,0
2 Объем вывозимых отходов тыс. т 300,0 300,0
3 Собирающие мусоровозы - - КО-424
4 Транспортные мусоровозы - КО-424 МЗКТ-7321
5 Плечо вывоза: - до полигона - до МПС км 62,0 62,0 10,0
6 Тариф за сбор и вывоз ТБО от точки сбора до МПС руб./т - 232,4
7 Тариф за перегрузку отходов на МПС руб./т - 84,0
8 Тариф за сбор и транспортировку отходов от точки сбора до полигона руб./т 785,7 —
9 Тариф за транспортировку ТБО от МПС до полигона руб./т — 156,0
10 Тариф за захоронение отходов на полигоне руб./т 60,6 60,6
* Источник: Абрамов Н.Ф., Гуров Д.Ю., Соколов А.Д. // Чистый город. 2003. № 1 (21). С. 8-9.
Таким образом, среднегодовая стоимость сбора и вывоза отходов по двухэтапной технологии составляет:
З1 = V х Т + Т2 + Т3 + Т4],
где V - объем вывозимых отходов, т;
Т1 - тариф за сбор и вывоз ТБО от точки сбора до МПС, руб./т;
Т2 - тариф за перегрузку отходов на МПС, руб./т;
Т3 - тариф за транспортировку ТБО от МПС до полигона, руб./т;
Т4 - тариф за захоронение отходов, руб./т. Отсюда,
З1 = 300 000 х [232,4 + 84 + 156 + 60,6] =
= 159,9 млн руб.
Среднегодовая стоимость сбора и вывоз отходов при прямом вывозе составляет:
З2 = V X Т + Т,1
где Т5 - тариф за сбор и транспортировку отходов от точки сбора до полигона. Отсюда,
З2 = 300 000 х [785,7 + 60,6] = 253,89 млн руб.
Итак, годовой экономический эффект
на одну МПС производительностью 300 тыс. т/год составит:
Э = З2 - З1 = 253,89 - 159,9 = 93,99 млн руб.
Данный расчет подтверждает существенную экономическую эффективность двухэтапного вывоза ТБО.
Но, разумеется, что эффективность мусороперегрузочной станции зависит от того, в каком месте относительно района сбора и объектов по обезвреживанию отходов она размещается. Понятно, что МПС нельзя размещать вблизи объектов по обезвреживанию ТБО, иначе не будет достигнут эффект от использования специализированных транспортных средств второго этапа. МПС следует располагать возможно ближе к району сбора отходов, чтобы максимально использовать специализацию мусоровозов на обоих этапах.
Собирающие мусоровозы основную часть рабочего времени должны работать на маршруте сбора отходов и как можно меньше времени затрачивать на транспортировку. Наоборот, большегрузные транспортные мусоровозы желательно использовать на всем пути от района сбора до объектов по обезвреживанию отходов.
К сожалению, приблизить МПС, особенно крупные, к району сбора отходов можно далеко не всегда. Во-первых, чем производительнее МПС, тем большая городская территория вовлечена в сферу его влияния. Во-вторых, в городах трудно найти свободную площадь для размещения МПС вблизи мест образования ТБО. При решении этих вопросов необходимо провести оценку возможных вариантов и рекомендовать планы строительства МПС для решения поставленной задачи.
Таким образом, в тех городах, где экономически целесообразен переход на двухэтапный вывоз ТБО, существует некоторая зона рационального размещения МПС. Ее размер и расположение зависят от многих факторов, главными из которых являются: количество ТБО, количество объектов по обезвреживанию отходов, расстояние от района сбора отходов до объекта по их обезвреживанию, технико-экономические показатели собирающих и большегрузных мусоровозов и МПС.
При переходе на двухэтапную технологию вывоза ТБО необходимо ответить на вопрос: имеется ли экономическая целесообразность перехода на вывоз ТБО с перегрузкой в рассматриваемом районе?
Если на первый вопрос дается положительный ответ, то возникают следующие вопросы: сколько построить МПС, какого типа и какой производительности; где размещать МПС, чтобы минимизировать затраты на перевозку ТБО. На эти вопросы следует искать ответы путем математического моделирования процесса двухэтапного вывоза ТБО с последующим решением на ЭВМ.
При этом следует отметить, что цель данного анализа состоит не в том, чтобы получить окончательное решение, а в том, чтобы получить больше информации о системе, узнать, как будет реагировать система на изменение тех или иных внутренних и внешних условий. После проведения первых расчетов
следует приступать к оценке чувствительности результатов решения от изменения параметров. Окончательный выбор может быть сделан на основе анализа альтернатив, получаемых при различных объемах капиталовложений. Если известны затраты на увеличение полезности, то можно решить, стоит ли расходовать средства на то, чтобы повысить эффективность системы. Таким образом, не считая необходимым в данном контексте останавливаться на описании математической модели, сразу приведем примеры моделирования задачи размещения МПС при помощи ЭВМ.
Ранее мы определили, что для решения задачи оптимизации мусороудаления первоначально необходимо ответить на вопрос о целесообразности перехода на двухэтапную систему вывоза отходов.
Используем программное обеспечение, созданное на основе экономико-математической модели. Суть модели состоит в оценива-
нии расстояний при одно- и двухэтапной схеме транспортировки. Полагаем, что затраты линейно зависят от дальности вывоза. Решением следующего неравенствабудет множество точек области экономической эффективности размещения мусороперегрузочной станции:
П - П2 > 0,
где П1 - затраты на прямой вывоз;
П2 - затраты на двухэтапный вывоз.
Итак, при использовании программного обеспечения, входными данными являются координаты центра района сбора (ЦРС) и объекта по обезвреживанию отходов (ОО).
Задавая фиксированные значения из некоторого ряда значений экономии в руб./куб. м, можно получить ряд концентрических границ - линий равного экономического эффекта (см. рис. 2).
Рис. 2
К примеру, линия, соответствующая значению коэффициента экономического эффекта 25, говорит о том, что при строительстве МПС на этой линии мы получим экономию 25 рублей на каждый кубический метр вывозимых отходов.
Далее, для ответа на вопросы о типах и местах расположения МПС используются другие функции программного обеспечения (см. рис. 3).
зованы. Подобное же моделирование может быть использовано в качестве средства, дополняющего знания и опыт специалистов. После получения решений, наилучших в рамках данной модели, остается выбрать из них такое, которое наиболее полно учитывает специфические условия рассматриваемого объекта.
Ь- Организация двухэтапного вывоза отходов
Рис. 3
В заключение хотелось бы отметить, что автором не ставилась задача предложить «рецептурный» способ принятия решения. Использование подобного рода программного обеспечения дает рекомендации и учитывает лишь те стороны исследуемого объекта, которые могут быть формали-
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации: (Утв. Постановлением коллегии Госстроя России № 17 от 22 декабря 1999 г.). Режим доступа: http://www.ecoline.ru.
2 Абрамов Н.Ф., Гуров Д.Ю., Соколов А.Д. // Чистый город. 2003. № 1 (21). С. 5-6.
