Анализ эколого-экономической эффективности плазменных технологий в теплоэнергетике республики Бурятия тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Карпенко, Юрий Евгеньевич

Введение

Глава 1. Анализ проблем освоения новых технологий переработки твердых топлив

1.1 Проблемы экологии и повышения эффективности использования твердых топлив в теплоэнергетике Восточной 10 Сибири

1.2 Сущность и технико-экономические преимущества плазменных технологий переработки твердых топлив (термохимической подготовки, газификации и комплексной 24 переработки энергетических углей)

Глава 2. Системные расчеты по оценке эффективности плазменных технологий переработки углей

2.1 Сравнительный анализ различных методик определения 40 экономической эффективности новых технологий в теплоэнергетике

2.2 Экологический аспект экономической оценки инвестиционных проектов

2.3 Схема анализа и экономико-математический инструментарий, используемый для расчетов по оценке эффективности плазменных технологий переработки углей

Глава 3. Финансово-экономическая оценка реализации плазменных технологий переработки углей

3.1 Экономическая оценка ущерба природной среде для сравниваемых энерготехнологий

3.2 Экономическое обоснование перспектив использования плазменно-энергетических технологий в Бурятии

3.3 Коммерческая эффективность использования перспективных энерготехнологий 96 Заключение 117 Литература 120 Приложения

Диссертация: введение по экономике, на тему "Анализ эколого-экономической эффективности плазменных технологий в теплоэнергетике республики Бурятия"

Актуальность темы исследований. В последнее время в мире нарастает противоречие между обеспечением увеличивающегося энергопотребления для промышленных и коммунальных нужд и сокращением запасов качественного топлива (газа и нефтепродуктов), являющихся к тому же ценным сырьем для химической промышленности. Непосредственное же сжигание твердого топлива, запасы которого практически неограниченны, приводит к сильному загрязнению окружающей среды. Электростанции выбрасывают в атмосферу в больших количествах пыль, оксиды серы и азота и другие вредные вещества. Много проблем возникает со складированием и утилизацией твердых отходов: шламы очистительных установок, зола из топок, котельные шлаки, летучая зола и др.

Решение экологической проблемы в энергетике возможно в трех направлениях:

1. Разработка более совершенного с экологической точки зрения оборудования и установка на действующих объектах различного рода очистных сооружений;

2. Создание правовых основ в области охраны окружающей среды;

3. Внедрение экономических методов защиты окружающей среды.

Особенно остра проблема загрязнения окружающей среды гобъектами энергетики для экологически ранимых районов/ В данной работе объектом исследований является энергетическое хозяйство Республики Бурятия, на территории которой расположена уникальная заповедная зона - озеро Байкал^ предъявляющая повышенные требования к схемам энергоснабжения этого региона, которые в настоящее время обеспечиваются путем прямого сжигания угля на Гусиноозерской ГРЭС, ТЭЦ Улан-Удэ и в котельных мелких населенных пунктов. Воздействие на экосистему озера Байкал происходит воздушным, водным и биологическим путями. В результате этого воздействия в озере образовались зоны загрязнения, который носят пока локальный характер и приурочены к местам интенсивных выбросов и сбросов (юг Байкала, дельта реки Селенги, северное побережье).

В сентябре 1998 г. в г Улан-Удэ был проведен международный симпозиум "Байкал как участок мирового природного наследия: результаты и перспективы международного сотрудничества", в рамках которого обсуждались важнейшие эколого-экономические проблемы устойчивого развития Сибири и Байкальского региона, а также задачи координации международных и российских экологических и инвестиционных программ XXI века. В рекомендациях конференции указано, во-первых, на необходимость разработать единую эколого-экономическую концепцию развития Байкальского региона, предусмотрев в ней в первую очередь стратегию совершенствования инвестиционной политики, предложения по устойчивому развитию энергетики, а также развитию природопользования в центральной защитной полосе Байкала (участок всемирного наследия) на основе целостного эколого-системного подхода. Определить на этой основе программу первоочередных мер.

Во-вторых, рекомендуется принять специальные меры для разработки механизма освоения в Байкальском регионе наилучших ресурсосберегающих и экологически чистых технологий, особенно в области топливно-энергетического комплекса с участием международных организаций - ЮНИДО и др.

Сейчас оценка экологических последствий стала обязательной составляющий технико-экономического обоснования проектов, однако разработанность применяемой системы показателей и критериев является недостаточной. В большинстве случаев отсутствуют широкая региональная увязка проекта, учет взаимосвязей экологических последствий с экономическими и социальными факторами. Отсюда важность разработки системного подхода в оценке сравнительной эффективности новых технологий как между собой, так и с действующими технологиями. Это и обусловило выбор темы диссертации, ее целевую направленность и содержание исследований.

Методологической основой диссертации послужили теория эффективности новой техники и теория рационального природопользования и труды отечественных и зарубежных исследователей:

• по вопросам совершенствования технологии переработки твердых топлив - работы Бурдукова А.П., Выскубенко Ю.А., Жукова М.Ф., Карпенко Е.И., Клера A.M., Кричко А.А., Мессерле В.Е., Ноздренко Г.В., Чуханова З.Ф, Хоффмана Е., Шиллинга Г.;

• по формированию методологии оценки эффективности новых технологий - работы Варшавского А.Е., Кагановича Б.М., Казанцева С.В., Крапчина И.П., Львова Д.С., Хачатурова Т.С, Мартино Д., Шумпетера И., Янча Э. и др.;

• по вопросам оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей природной среды, - работы Балацкого О.Ф., Гофмана К.Г., Гусева А.А., Денисова В.И., Думовой И.И., Мельника П.И.

Цель диссертационной работы состоит в совершенствовании I методологии и методики анализа технико-экономической эффективности новых технологий с учетом экологического фактора для оценки перспективности в региональном разрезе плазменных технологий переработки твердого топлива.

Достижение поставленной цели потребовало решить ряд задач. Во-первых, проанализировать экологические последствия функционирования энергетики в Бурятии и Восточной Сибири как одного из основных источников загрязнения окружающей среды. Достижение и превышение лимитов вредных выбросов по многим объектам энергетики является мощным стимулом к разработке и освоению принципиально новых экологически чистых технологий по комплексному использованию твердых топлив, среди которых наиболее эффективными в большинстве публикаций в настоящее время как у нас, так и за рубежом признаются процессы газификации.

Во-вторых, систематизировать технико-экономические показатели наиболее перспективных технологий переработки твердых топлив на основе проектных данных, содержащихся в научных публикациях, диссертационных работах, отчетах НИИ и других источниках. В частности, по плазменным технологиям использованы данные, полученные на испытательном полигоне Гусиноозерской ГРЭС.

В-третьих, потребовался анализ различных подходов и методик к оценке новых технологий. При этом важно было, изучая ретроспективно развитие методологии оценки эколого-экономической эффективности новой техники, сохранить то ценное, что было наработано в условиях планового государственного регулирования экономики, и одновременно учесть новые моменты, привнесенные переходом к рыночным условиям ее функционирования.

Отсюда четвертая задача - выбор и адаптация экономико-математического инструментария к исследуемой проблеме. В качестве основного инструмента использован баланс котельно-печного топлива, позволяющий охватить проблему оценки эффективности комплексно: в региональном, в ресурсном и технологическом разрезах. Такая комплексность важна с позиции соблюдения народнохозяйственных интересов. Дополнительным инструментом выступают методики оценки коммерческой эффективности, с помощью которых учитываются интересы предприятий энергетики как самостоятельных подразделений экономики.

И, наконец, пятая задача завершает методологическую часть исследований - разработка концептуальных положений по взаимоувязке всех расчетов эколого-экономической оценки эффективности новых технологий в энергетике для получения конечного результата: ранжировок сравниваемых технологий по их эффективности (без учета и с учетом экологического ущерба и коммерческих рисков).

Перечисленные задачи решены в первых двух главах диссертационной работы.

В третьей главе проведены на основе предложенных методологических и методических подходов комплексные технико-экономические исследования по сравнительной оценке эффективности реализации плазменных технологий в теплоэнергетике Республики Бурятия.

Предмет исследования - методы анализа и оценки эколого-экономической эффективности новых комплексных технологий переработки угля.

Научная новизна работы заключается в дальнейшем совершенствовании методологии комплексной оценки эффективности использования новых технологий переработки твердых топлив в энергетике региона с учетом экологического фактора.

Впервые получены и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты:

1. Систематизация технико-экономических и экологических показателей наиболее перспективных технологий переработки и использования твердого топлива;

2. Решение задачи экономической оценки ущерба природной среде для сравниваемых технологий косвенным путем. Для этого используются данные концентрации вредных выбросов по новым технологиям и величины ущерба, причиняемого действующими технологиями. В технико-экономических расчетах применен принципиально новый критерий оценки природоохранной деятельности в энергетике - максимальный экологический эффект на единицу капитальных вложений в мероприятия по сокращению вредных выбросов (в форме удельного выброса вредного вещества на единицу сожженного топлива);

3. Разработка схемы проведения расчетов по эколого-экономической оценке эффективности новых технологий в энергетике с использованием оптимизационной модели баланса котельно-печного топлива, имитационной финансово-экономической модели и блока расчетов по экономической оценке ущерба природной среде.

4. Результаты эколого-экономического обоснования перспектив внедрения плазменных технологий в энергетику Бурятии и рекомендации по их распространению в Восточной Сибири.

Практическая значимость работы заключается в возможности получения с помощью разработанных методических приемов количественных оценок эффективности плазменных технологий с учетом экологического фактора и комплексной переработки твердого топлива. Эти оценки позволяют сделать выводы о предпочтительности отечественных плазменных технологий и оборудования для них по сравнению с другими технологиями энергоснабжения регионов, нуждающихся в особом охранном режиме природной среды.

Кроме того, зафиксирована существенная роль экологического ущерба в выявлении степени предпочтительности новых технологий по их эффективности. Влияние экологического фактора сравнимо с основными экономическими факторами - капиталом и трудом, что позволяет сделать вывод об обязательности его учета и необходимости совершенствования механизма такого учета.

Основные результаты исследования использованы в разработках Отраслевого центра плазменно-энергетических технологий (ОЦПЭТ) РАО "ЕЭС России" при АО Тусиноозерская ГРЭС" и при подготовке научных отчетов в ИЭ и ОПП СО РАН. Рекомендации методического характера могут быть использованы энергетическими предприятиями при обосновании эколого-экономической целесообразности внедрения новых энерготехнологий.

Выполненные исследования нашли отражение в учебном пособии, которое используется в учебном процессе в Восточно-Сибирском Государственном Технологическом Университете.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Научно-методической конференции Иркутской Академии народного хозяйства (Иркутск, 1996 г.); Юбилейной научной конференции Восточно-Сибирского Государственного Технологического университета (Улан-Удэ, 1997 г.); Научной конференции Восточно-Сибирского Государственного Технологического университета, посвященной 75-летию образования Республики Бурятия (Улан-Удэ, 1998 г.); Совещании главных инженеров "Сибирьэнерго" (г. Абакан, 1998 г.), международном семинаре «Энергосбережение в сибирском регионе» (г. Новосибирск, 1998 г.), научно- методических семинарах Отраслевого центра плазменно-энергетических технологий РАО "ЕЭС России" (г. Гусиноозерск, 1996-1998 гг.); научных семинарах ИЭ и ОПП СО РАН и научно-технических совещаниях Гусиноозерской

ГРЭС и "Бурятэнерго" (гг. Новосибирск, Гусиноозерск, Улан-Удэ, 19951998 гг.)

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 работах общим объемом 4,6 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, 7 приложений. Основной текст диссертации изложен на 126 страницах, включает 23 рисунка, 23 таблицы. Список литературы содержит 110 наименований.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Карпенко, Юрий Евгеньевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научные результаты проведенных исследований могут быть сформулированы следующим образом.

1. Систематизированы представления о понятийном аппарате технологического прогресса, об основных факторах, необходимых для измерения его эколого-экономических последствий, и о методических подходах, используемых при таких измерениях.

2. На основе изучения научных и проектных материалов проведен технико-экономический анализ преимуществ и недостатков различных технологий переработки твердых топлив. По результатам анализа сделано выделение трех поколений развития технологий и показано, что дальнейший прогресс в глубокой переработке угля связывается с плазменными технологиями, освоение которых означает начало нового долговременного технологического периода.

3. Сформулированы основные преимущества плазменных технологий, обусловленные высокой концентрацией в плазме энергии и химически активных атомов, по сравнению с традиционными технологиями переработки угля:

• многократное ускорение химических реакций и повышение энергетической эффективности процесса превращения угля;

• снижение вредных газовых выбросов;

• сокращение условно-постоянных расходов в связи с высокой производительностью плазменно-энергетических установок.

4. Подготовлена информационная база, разработана схема, выбран и адаптирован экономико-математический инструментарий для проведения системных расчетов по эколого-экономической оценке эффективности энерготехнологий:

• осуществлена постаШг задачи вероятностной оценки ущерба природной среде в зависимости от вида энергоносителя, технологии его переработки, изменения ценовой политики в энергетике;

• модифицирована модель оптимизации баланса котельно-печного топлива страны путем введения дополнительных ограничений и переменных, описывающих условия производства электроэнергии и тепла в Республике Бурятия;

• разработаны имитационные финансово-экономические модели инвестиционных проектов освоения новых энерготехнологий.

5. В результате проведенных вариантных расчетов при изменении физико-технических, экологических и стоимостных характеристик энерготехнологий, а также параметров, характеризующих их внешние связи^ показана работоспособность предложенных схемы и инструментария для системной эколого-экономической оценки энерготехнологий.

6. Рассчитаны значения точечной и интервальной оценок народнохозяйственного ущерба для сравниваемых энерготехнологий при различных уровнях превышения среднегодовых концентраций вредных выбросов, согласно которым использование традиционных схем газификации угля снижает экономический ущерб в 4 - 4,4 раза, парогазовой установки с внутрицикловой газификацией угля (ПГУ) - в 15 раз, а алло-автотермического газификатора (ААГ) - примерно в 100 раз по сравнению с котельными, работающими на угле.

7. Анализ экономической эффективности энерготехнологий на основе модели оптимизации баланса котельно-печного топлива страны показал, что во всех вариантах расчетов эффективными являются технологии "ААГ", "ПГУ" и особенно "Комби" (комбинирование ААГ с тепловыми насосами). Плазменные газификаторы и тепловые насосы могут заместить угольные котельные при удовлетворении прироста потребности Бурятии в тепле на период до 2010 года (на уровне 3 млн. Гкал или 25% от общего объема потребности). Потенциальный экономический эффект от этого составит от 65 до 100 млн. руб приведенных затрат.

В производстве электроэнергии использование технологии "ПГУ" может заменить строительство новых и расширение действующих ТЭЦ . При этом на основе ПГУ максимально может быть произведено 0,8 млрд.кВтч. (8% общего объема производства по республике), потенциальный экономический эффект от 20 до 50 млн. руб. приведенных затрат.

8. Финансово-экономическая оценка эффективности инвестиций также показала неоспоримое преимущество плазменного газификатора, парогазовой установки и тепловых насосов перед другими энерготехнологиями: они имеют высокую привлекательность для инвесторов (Индекс доходности от 1,8 до 4,4, Внутренняя норма доходности от 56 до 207%) и низкий уровень риска инвестиций (кумулятивная вероятность неудачи не более 50%).

9. В результате проведенных исследований установлено, что учет экономического ущерба от загрязнения окружающей среды влияет на сравнительную экономическую эффективность некоторых энерготехнологий (в частности, существенно улучшаются оценки "ЭТУ метанол+элекгроэнергия", изменяют свои оценки "КТУ", "ПКТН", "Винклер" и "Копперс"), но в целом ранжировка технологий меняется незначительно. Учет же экологического фактора при установлении размера ставки дисконтирования в рассматриваемых условиях практически не влияет на результаты оценки коммерческой эффективности энерготехнологий, и этот этап проведения системных расчетов в дальнейших исследованиях эколого-экономической эффективности использования энерготехнологий в Бурятии можно опустить.

Перспективными направлениями развития исследований по этой проблеме могут быть: анализ эффективности более глубокой и комплексной переработки угля за счет освоения технологий извлечения ценных компонентов из зольной части угля; анализ схем финансирования инвестиционных проектов реализации энерготехнологий; организационно-экономические вопросы освоения новых энерготехнологий.