Эколого-экономическая оценка эффективности предприятий подземной газификации угля тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономическая оценка эффективности предприятий подземной газификации угля"

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Московский государственный горный университет

-г - На правах рукописи

ГРАБСКАЯ Едена Петровна

УДК 622.88:278

ЗКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ

Специальность 08.00.19 — «Экономика природопользования и охраны окружающей среды»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Московском государственном горном университете и в Институте горного дела им. А. А. Скочин-ского.

Научные руководители: докт. техн. наук, проф. ХАРЧЕНК.0 В. А. докт. техн. наук, проф. КРЕИНИН Е. В.

Официальные оппоненты: докт. экон. наук, проф. АРХИПОВ Н. А. канд. экон. наук КАПЛУНОВ Ю. В.

Ведущее предприятие—Институт проблем комплексного освоения недр РАН (Ш1КОН РАН).

г.

Защита диссертации состоится « »^2/^^1/1994

в .//. час. на заседании специализированного совета К-053.12.06 в Московском государственном горном университете. Отзывы в-двух экземплярах просим отправлять .по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский пр., 6, МГГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « р^ » . 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

канд. зконГ наук, доц. СОКОЛОВСКАЯ М. Б.

ОБЩДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. В современных условиях важное значение в оценке топливно-энергетического комплекса приобретает проблема его воздействия на окружающую среду. Увеличении потребления органического топлива влечет га собой рост экологического ущерба при его добыче и сжигании и соответственно обострение экологической обстановки в различных регионах страны.

Одним из направлений улучшения использования энергоносителей является процесс переработки утля в другие виды топлива (кидгеое и газообразное), в том числе разработка и внедрение скважинных методов добычи, к которым, а первую очередь, можно отнести подземную газификации угля (ПТУ).

Превращение угля в газообразный энергоноситель непосредственно на месте залегания угольного пласта позволяет значительно уменьшить негативные экологические факторы, присущие традиционным способам добычи и получат,ь газ на существенно более чистой экологической основе. Необходимо отметить и социальные преимущества данного способа, предусматривающие ликвидации тялелс-го и опасного подъемного труда.

Анализ накопленного промышленного опыта осуществления процесса подземной газификации различных угольных пластов позволил сформулировать и предложить наиболее эффективные направления совершенствования предприятий СГУ.

Традиционной технологии ПТУ присущ ряд недостатков: неустойчивость процесса газификации, низкая теплота сгорания получаемого гага, недостаточная экологическая чистота предприятия ЛГУ и большое количество эксплуатационных скважин. Все это сдерживало строительство и эксплуатацию крупных промышленных предприятий ПГУ.

Главное отличие новой технологии ПГУ заключается в более высокой степени управления. технологическим процессом, минимальном количестве эксплуатационных скваиин, в повышенном ка-

честь*; получаеиого rasa (теплота сгорания до 2500 ккал/куб. м) и меньшем экологическом воздействии на окружающую среду.

Основное экологическое преимущество предприятий ЛГУ будет проявляться у потребителя газового энергоносителя. При замене ш угля исчеваш выбросы твердых частиц (зола, угольная пыль), практически исчезают выбросы окислов серы и в 2-3 раза снижаются выбросы окислов авога.

Преимущества Солее совершение^ технологии ПТУ могут быть выявлены только при комплексной 'эколого-экономической оценке производства, которая заключается в проработке многовариангных технологических решений с учетом технических, экономических я экологических факторов.. Поэтому комплексная аколого-экономическая оценка эффективности предприятий ПТУ является актуальной научно-практической задачей.

Цель работы состоит в экового-экономической оценке пред-1р1штий ИГУ, осуществляемой на базе экономико-математической •/одели, учитывающей 'экономические,экологические, технологические и горно-геологические параметры предприятия ПГУ.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Формирование альтернативных вариантов предприятий подземной газификации углей и определение целесообразной области ик функционирования должны основываться на впервые предложенной -классификации, учитывающей горно-геологические условия,технические и технологические решения процесса ПГУ.

2. Выбор рациональных вариантов технологических решений для их последующей экономической оценки следует оеущест-нлять, используя процедуру динамического программирования с имитационным моделированием состояний по шагам.

3. Зколого-экономичеекую оценку эффективности предприятий (П'У следует осуществлять с помощью разработанной экономико-математической модели, учитывающей экономические, экологические л горнотехнические параметры предприятия ПГУ. ©

Значение работы. Научное значение диссертационной работы ¡заключается в разработке экономика-математической модели для чколого-акономической оценки эффективности предприятий ПГУ. «новой эколого-экономической оценки эффективности является ■йтод расчета, учитывающий комплексную классификацию вариантов

горно-геологических условий, технических и технологических звеньев процесса ПТУ.

Практическое значение работы состоит в том, что использование экономию-математической модели позволяет проводить чно-гокариантныэ расчеты и давать оценку экономической эффективности предприятий ПТУ при варьировании горно- геологических условий, производственной мощности предприятия, вида дутья, технических характеристик оборудования как на стадии чредпро-ектных проработок при решении вопроса о целесообразности строительства предприятий ПГУ, так и в период их эксплуатации.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются;

- ретроспективным анализом экологических,технологических и экономических аспектов деятельности современных угледибываю-шлх (традиционных и нетрадиционных) предприятий России-,

- корректным применением методов экономико-математического моделирования и электронно-вычислительной техники при проведении технико-экономических исследований;

- сходимостью полученных ревультатов с фактическими данными действующих предприятий и их проектной апробацией.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный механизм эгалсго-эконсмической оценки эффективности предприятий ПГУ принят для Енедренип на опытнс-промьтленном участке Падо-Абинской станции "Подземгаэ", а такяв предложен для практического использования при проектировании предприятий ПГУ и Приморском крае.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Семинаре по подземной газификации углей (г.Кемерово 1992 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 работы, содержащие основные положения диссертации.

• Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит иг введения, четырех глав, заключения, изложенных на Лоз страницах машинописного текста, содержит/^рисунков^Л?' таблиц, список литературы из ^5~наименованкй и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Предприятия угольной промышленности наносят значительный

уо,г рб эксдстии в регионах, оказывая отрицательное воздействие на природную среду (загрязнение водных источников, нарушение еемель горними работами и породными отвалами; истощение ва-на:он подземных вод; нарушение запасов сопутствующих полезных ископаемых - песка, гравия и г.п.; загрязнение воздушного бассейна угольной и породной пылью и др. ). Значительный ущгрб воздушному бассейну наносят выбросы в атмосферу вредных веществ, образующихся при сжигании углей у потребителей.

Шедрение а различных регион/х России технологии ПГУ позволит значительно уменьшить все вышеперечисленные негативные явления, присущие традиционным способам добычи. Загрязнение подземных вод на предприятиях ПГУ минимально, вследствие специфических гидрогеологических условий на участке газификации. Достаточная герметичность подземного газогенератора позволяет практически предотвратить загрязнение воздушного бассейна. Транспорт газа по газопроводам исключает потерю топлива и выброс угольной пыли в* атмосферу. При замене угля газом ПГУ на стадии сжигания значительно снилаится выбросы золы, сернистого ангидрида и окислов азота.

Экологическая чистота предполагаемого нового предприятия ПГУ обусловлена беаотходностыо и максимальной комплексностью извлечения и переработки продуктов газификации.

Развитие рыночных отношений накладывает особую ответственность за природопользование. Для формирования арсенала экологически чистых технологий, связанных с добычей угля, к которым относится и ПГУ, необходимо проведение экономической оценки с учетом возможных социально-экологических последствий.

Поэтому на современном этапе а связи с разработкой новой технологии ПГУ весьма, актуальна стала научная задача эко-лого-экономической оценки технологических решении предприятий ПГУ с учетом горно-геологических условий, качества угля, технических, экономических, экологических факторов, региональных особенностей, вида и качества товарной продукции.

Анализ возможных решений показа.!, что подобные задачи имеют место в случае достаточного объема объективной информации, необходимой для определения всех исходных данных, а такле для расчета параметров, характеризующих 'уровень цен на товарную продукцию, определяемую профиль анергохимичесгсоги предприятия.

Ропросам эколого-экономическсЛ оценки природоохранных технологий горного производства посвяшэны труды!! И. Агошкоаа, ' Б. Б. Рлеяского, Е В. Мельникова, К. Н Трубецкого, Н. Л. Архипоза, Л. С. Астахова, „1 Л. Барского, К. Г. Гофмана, А. В. Колосова, Е. В. Крейнина, И. П. Нралчина, Г. О. Дусинова.В. З..Персица, М. А. Ревззова, Г. И. Селиванова, В. А. Уарченко.Е П. Чаплыгина и других ученых.

Проведенный анализ технико-экономических исследований подземной газификации углей показал, что все экономические прсрчбстки касались в целом эффективности технологии ПТУ и в большинстве своем проводили?! на проектных стадиях. В основе отечественных экономических расчетов использовался метод определения народнохозяйственного эффекта, который являлся основным критериев эффективности.

Основой метода являлись инженерные проработки стационар-пых вариантов, которые в дальнейшем подвергались экономической оценке. Зарубежные (США, Бельгия и др.) технико-экономические исследования предполагали выявление принципиальной.оценки степени конкурентоспособности технологии ПГУ и ее потенциальных возможностей в •экономическом смысле.

Изучение и анализ работ по развитию и применению ПГУ пока? ади, что все ранее проведенные исследования затрагивали отдельно взятые проблемы газификации углей и больше носили оценочный характер ограниченного круга вариантов. Отсутствовал комплексный подход а решении- экономических задач как в целом на процессе производства газа ПГУ, так и на отдельных стадиях т е .у к о л ? п г с кого Ш1 кла.

Анализ технологии подземной газификации углей и сфер ¡••-'ггольроезяия конечной продукции показал достаточно широкую многовариантность в структуре предприятия ПГУ. Этот факт приводит к предположению, что уровень эффективности производства такле мелет меняться в кироких пределах.

Следовательно, эколого-экономическая оценка предприятий ПТУ, требует проработки многовариантньсс технологических решений нз каждом технологическом эвене и мояет- быть осуществлена с помощью экономике-математической модели -функционирования предприятий ПГУ, которая позволяет оперативно проводить зкено-мкч-екуг оценку и выбор рациональных технических и технологических вариантов предприятий ПГУ.

- б -

Наиболее полное рассмотрение всех возможных вариантов основных звеньев технологии ПГУ может быть осуществлено только при системном подходе, который предполагает наличие единой методической базы определения показателей, использование "неза-Ьисшой" исходной информации, действующей в определенный период времени.

При разработке програшного продукта особое значение имело выявление однотипных стоимостных, технических и других параметров производственных звеньев, Единая логика построения банка данных. Вое это позволило разработать независимые друг от друга локальные алгоритмы-шдели определения технико-экономических показателей отдельных звеньев технологии ПГУ, что дает возможность выполнять простую коррекцию программы.

Применительно к решению поставленной задачи разработана классификация вариантов горно-геологических условий, в которых мож=т применяться технология ПГУ, и вариантов основных технологических ¡звеньев э,нергохимического предприятия ПГУ (см. рис. ). Она явилась основой эколого-экономической оценки и выбора наиболее рациональных технологических вариантов предприятия ПГУ.

Классификация' включает в себя три основные аспекта: горно-геологические условия, технологию получения газа ПГУ и вид товарной продукции предприятия. Программа и математическая модель основывались на некоторых исходных предпосылках.

Так, газогенератор,являющийся основным технологическими структурным элементом предприятия ПГУ,задавался как модуль,параметры и конструкция ¡юторого обеспечивают оптимальное протекание процесса газификации угля с минимальными технологическими издержками. Мощность предприятия ПГУ по выработанному газу принималась постоянной и равной 500 МЕт.

Идея механизма выбора варианта состояла в учете различий в технологии производства дутья и их влиянии на параметры н состав оборудования всех технологических звеньев. В зависимости от вида дутья, горио-геологических условий, качества угля оп-

9

ределялись темпы подготовки газогенераторов. Последние характеризуется годовыми объемами буровых работ, сбойки, проработки ¡•ааналйв, а также своим составом оборудования, количеством

1. Качество угля

2. Мощность пласта

3. Угол падения пласта

4. Глубина залегания пласта

7

5.1 га 1.2 Б1 1. 3 БЗ

2.1 Диапазон изменений: 0. 7-20 м

1

3.1 Диапазон изменений угла падения пласта: 0-90 град.

•

4.1 Диапазон изменений глубины: 300-1200 м

5. Бурение 5.1 Вертикальные

сквзла'.н скважины

5.2

Вертикально-наклонкьк ск

Б. 3

Вертикалыга-горизант. ск.

6. Сбойка скважин

б. 1 Гидрораэрыв 6. 2 Огневая фильтрационная сбойка

1

Рис.

Классификация вариантов горно-геологических условия и основных технологических процессов подземной газификации угля в рамках ЭЗШ

сбслулпваллгэго персонала и е итоге различным» объемами [иши-таль них годовых и эксплуатационных затрат.

Еиегрсеияая с иошвдь» классификации технологическая цепочка оценивалась экономически, т. е. били построены локальные экономимо-математические модели процессов производства газа ПГУ. Таким образом, по каждому технологическому звену для каждого варианта, а гакгк в целом по предприятию рассчитывалась система показателей экономической эффективности.

Совокупный экономический эффеет определялся как разница мевдУ результатом (оценкой в денежном выражении товарной продукции) и затрата),и! на производства этой продукции.

Для достижения максимального эффекта необходим выпуск более ценной продукции^ на которую гарантирован спросу с другой стороны, выбор технологической цепи.характеризушэйся минимальными издержками, следовательно, поставленная задача имеет оптимизационный характер.

Предлагаемая эюномлко-математическая модель эколого-эко-чомической оценки эффективности предприятия ПГУ представляет собой пакет локальных подмоделей, соответствующих основным технологическим звеньям ПГУ, и модели, определявшей экономический аффект (прибыль) предприятия в зависимости от вида товарной продукции и с учетом экологических факторов производства.

Содержание модели для проведения расчетов показателей эффективности на уровне технологических звеньев заключается в следующем.

По каддому виду оборудования, участвующего в процессе газификации угля определялся его количественный состав. Затем рассчитывалась численность обслумвающэго персонала. По каадо-К'У процессу выделялась отдельно численность рабочих, ИТР, рабочих других специальностей, обслуживавших прочие виды оборудования и численность которых не зависит от количества основного оборудования.

Годовые эксплуатационные затраты рассчитывались на основе методов калькулирования себестоимости, принятых в угольной промышленности. В числе основных элементов прямым счетом определялись заработная плата с начислениями, амортизация оборудования, затраты на электроэнергию. Укрупненно учитывались затраты иа материалы и монта*.

Величина единовременных капитальных затрат на каждом тех-

нологическом эвене и в целом по предприятию определялись,исходя иа цены единицы 1-го вида оборудования, его количества, коэффициентов, учитывающих транспортно-складские расход», стоимости первого монтажа.

Эффективность работы предприятий ПТУ рзссматригллпсь комплексно, как совокупность экономических, .экологических, технических и технологических факторов производства.

В качестве показателя эколого-экоиомической оценки эффективности предприятия ПГУ был принят экономический Э'ЭДект (прибыль) с учетом платежей за загрязнение природной среды. Он позволяет оценить эффективность работы предприятия в целом и выбрать оптимальные варианты его технологических решений.

Таким образом, экономико-математическая модель эколо-го-экономической оценки эффективности предприятия ПГУ с учетом ' величины экологического ущерба, в виде платы за природные ресурсы и выбросы загрязняющих веществ имэет следующий вид:

ЕКР -<< -[(5ЕНЬиго+ЗЕВзЬ2п+5ЕВзЬП]+2ЕЕк,эдг1 з +

5ЕЕ<11) +5ЕВост з+ЗЕВСг1 ^ +52а,л ^) +(Нп 1 \ *Ш 1 1 +N3^1 з з + Ыт^зМйю^ з)+-(1!бпк1злмбпк1 ]+Мвв11*№в1£И)со»^*Мзо1 + + Мнг I з*5н] } - [Нап*(Ма1:-Мзи)-»Мв1:ЧМа1 * XI) —— тах,

при условиях:

ПДСП1 )к ЩСбс^ ] ПДСпо,! ]

ЬЙВН! ^ , . ----- 1 (

ПЛСВВВ1 ]

1еЗ иЗ уь]

Ш 5? Ц1 з Цр!Р ;

-1 ,56],

где ЕГГ - экономический эффект (прибыль) предприятия ПГУ от реализации,тыс. руб.; 1-кндекс, означающий порядковый номер предприятия ПГУ, ¡(1; 3- индекс, означающей порядковый номер па-

риал га, принимаемого технологического решения,;е .ЬДп - отпускная цена гага, руб.;VIэ - годовой объем производства газа, млн. куб. м; ЗЕБЬип ], ЗЕБзод!], 5ЕЕвЬГI ], 5ЕЕкап£1 1, 5ЕБс1 1 ], БЕБосЬ! з ,5ЕВ1п ] ,3гак(1 ] - годовые эксплуатационные затраты на процессах бурения, сбойки и проработки каналов,дутья, очистки и охлаждения, ^ транспорта и общезаводские затраты, тис. Р115. ;Нт],N3(^3,Кпо^г.Мбпк,Мвв.Мсо - нормативы платы за допустимые выбросы в атмосферу - пыли,сернистого ангидрида,окислов азота; сбросы в поверхностные водоемы -БПК, взвешенных вещьств, сухого остатка, руб./т;1!нэ1]- норматив платы ва землю, руб./га; 5н- площадь нарушенных ае.чель, га; Мп 1 ], ], Мгюк- касса годовых выбросов пыли, сернистого ангидрида, окислов азота в пределах лимита,г/год; к - индекс ви^а ^ вагрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу; Мбпк,Ывв,Ыео-масса годового сброса в поверхностные водоемы в пределах лимита,в т. ч. ЕПН, взвешенных веществ, сухого остатка, т/год; Ыап.Ывввп - нормативы платы за превышение допустимых выбросов в атмосферу ^и сброс вредных веществ в поверхностные водоемы,' руб./т,Ма,Ма,Ыа,Мв - величины лимита выбросов и фактической массы выбросов вредных вешэств в атмосферу и в поверхностные водоемы,г/год;-выплаты из балансовой прибыли С дохода) предприятия ИГУ, включащие установленные платежи и отчисления, руб.; XI з - булева пе реме иная ;ВДСпи,ЦЦСзс^и, ПДСпо^^,ЦДСввв1] -предельно-допустимый сброс пыли, сернистого . ангидрида,окислов ааота и вредных веществ в водоемах,кг/год;

.¿1 ] - коэффициент снидения объемов производства в регионе; '/г- потребность региона в газе ЛГУ, млн. куб. и;Ц1 усредненная цена производства гааа 11ГУ, сложившаяся в регионе, руб.; Др - усредненная цена потребления энергоресурсов в регионе, руб.

Так как постановка задачи допускала расчленение экономико-математической модели на отдельные взаимосвязанные блоки (локальные модели технологических ввекьев), то дл.^ выбора вариантов технологических решений использовалась процедура динамического программирования.

С помощью разработанного экономического модель-но-программного инструментария была проведена серия экспериментальных расчетов по:

- определению показателей экономической эффективности

предприятия в целом и основных его технологических звеньев;

- определению влияния горно-геологических условии на годовые эксплуатационные затраты на буроЕых работах;

- определению структуры затрат по производственным процессам и элементам в структуре себестоимости газа;

- определению влияния качества угля на эффективность производства газа;

- сравнению гидравлического сопротивления и энергоемкости дутья для вариантов с традиционной и новой технологиями;

- оценке сравнительной экономической эффективности применяемой и новой технологии ПГУ;

- определении тенденции изменения основных экономичесгаи показателей в зависимости от производственной мощности предприятия.

Результаты расчетов влияния качества угля и различных

е

способов газификации на эффективность производства показаны н табл. 1(в ценах на 01.01.91). Основные выводы,вытекающие иа приведенных данных следующие:

- наименьшие эксплуатационные и капитальные затраты характерны для подземной газификации угля на воздушном дутье, ерик окупаемости минимален (менее года);

' - для предприятий ПГУ на кислородном дутье (0,-95'?;) эксплуатационные затраты и экономический эффект ( по сравнению с воздушным дутьем) остаются практически теми же, но немного белее чем в два раза возрастают капитальные затраты, а следо-,вагельно^срок окупаемости;

- высокая стоимость кислородосодеркашэго оборудования особенно сказывается на вариантах ПГУ на обогащенном дутье

(О = 557.); для таких предприятий экономический аффект минимален, а капитальные затраты и срок окупаемости максимальные;

- выбор структуры предприятия ПГУ ( на воэдупном или па-рокнслородном дутье) зависит от расстояния на котором находится потребитель ( для удаленного потребителя экономически более выгодно кислородное дутье), и характера использования газа ПГУ ( для кикических синтевов топлив на основе смеси СО + Н целесообразно предприятие на кислородном дутье).

Для более полной оценки полученных результатов была рассмотрена структура эксплуатационных, затрат по процессам.

(Ъноензя доля затрат 49?» при воздушном дутье (О, = 21% )

Тес.:

ЕШШЕ КАЧЕСТВА. УГЛЯ И СПОСОБОВ ГАЗИЖАНИН НА ^ЖТИЙОСТЬ ПЮКЗаОДСТНА

ГАЗА ПТУ (в ценах на 01.01.91 Г.) ; {"?= 5 м = ЭОС н =33 ) .

Мзтзко¡Концентра-! Годовое ! Теплота ! Годовые ! ЦенаЛ ! Реалкза- ! Эхэноккчес- ! К.-пкта-! Срсг огу-

угля !ция кисло-!произвол-!сгорания по-!эксплуата- !газа ИГУ !цаошшя ! кии.эффект, 'льнае ! паемости,

!рода в ду4ство това4лучаемого !циошше за-!руб./1000!стоимость ! млн.руб. в ¡затпаты,'.лет.

!тье,% !рного га-! газа,-икал/ !траты* млн.!куб.м 'товарной- год !илн".руб.-■

1 ! за,тыс. !куб.м !руб. ! .'продукции,! ! !

! «куб.м ! ! ! «млн.руб. ! ! !

21 2500000 1000 ■ 6.5 7.72 15.3 12,с- П.4 0,89.

13 55 1502000 1650 11.45 12.74 19,11 9 г: 23.25 4.34

95 1ССС000 2400 6.87 1ь,53 18.53 II. Во 25,55 2,19

21 " 2500000 10С0 6.61 7.72 19,3 12, й 11,49 0,91

Б1" ' . 55 15С2С00 . .1650 12,0 12,74 19,11 7.П 33,45 4,7

95 1СООООО 2400 7.С7 16,53 18,53 II, 4£ 25,£7 2.26

55 гкшзо 12С0 21,3 9,27 12,47 55,53 —

Ш 95 1201ХХХ) 21 СО 7,93 16,22 19.45 V 11,53 25,49 2,3

Прз^-.ечшяе: к Прейскурант й 04-03 •

приходится ид транспорт гзза к потребителю, "fro oC't-icnueVH тем, что a этом случай селию доля баллглта с тран.'поргпруьи м гаге, 12?. затрат приходится на дутье.

Сравнение структуры затрат вариантов еоздушного и пцо-кислородного дутья ( 0г- 95 ?. ) показало, что во втором случае объем транспортирования в 2,5 раза меньше. Эго сбу-; - ' ловило и меньшие затраты по этой статье (13.?}. Одновременно возрастает доля затрат на дутье и составляет 73 Т. Увеличе ние эксплуатационных затрат в вариантах с использованием кислорода свпэан с высокой стоимостью его производства.

Вместе с этим при пересчете стоимости производства гага на 1 т топлива (условного) происходит сблилзние уровней эксплуатационных затрат. Так, например, для марки угля ГЛ увеличение себестоимости 1000 куб. м при переходе от воздушного к кислородному составило 2,4 раза, в расчете на 1т у. т - всего липь 0,37%. ■ р

Таким образом, более веские затраты для вариантов с-кислородны« дутьем, связанные с дорогостоящим его производством, компенсируются более высок ■■ t качеством газа.

Сравнение технико-экономических показателей предприятия ПГУ,е одной стороны, и угольных шахт и разреэсв - с другой выполнялись для углей марки Е2 Приморского края (предполагаемый регион строительства предприятия ПГУ). Газифицировался угольный пласт мощностью 4 м, угол падения пласта Б град , глубина залегания 150 м. Производительность предприятия ПГУ 300 тыс. т угля (150 т. у. т.) в год.

Анализ результатов (тебя.2) свидетельствует о следугарм:

- себестоимость добываемого энергоносителя (руб /ч у. т) на предприятиях ПГУ в 2 раза нижа, чем на шахте и в S раза выше, чем на разреае;

- производительность труда на предприятиях ПГУ в 2,5 раза превышает производительность на шахтах и о 4 раза ниже,чей на разрезе; "

- фондоемкость на предприятиях ПГУ находится на уровне разреза.

Таким образом, на примере угледобывающих предприятий Приморского края доказана перспективность строительства предприятий ПГУ.

Результаты сравнительной оценки традиционной и новой тех-

- /У-

Габлица 2

Сршшташшо тсшшко-огаиСглиоскло коксзатели проиэ-

юдохьа газообразного я твердою онергоиоадюля (в цаках на Qi.OI.9I г.,)

" ' щчелгщ.мтад

Стшщзй "Подзвадоз" | Шахта . !Рйзроз

ГОЗОЗ^еТПароИолГ! I

I дутье I . !

1сш:оха огоршшд знаргоиоситйляг газ, иная/ 11 1000 ' 21Ш

уголь, ккол/кг ' ' хсс ¿600

СсОсетошдасть энергоносителя: газ, руб/ХООО и3 уголь, руй/т 6,64 13,03 ' ОЙ.19 7,34

усл., ташшш, руб/т у.». 39,5 43,4 70,35 13,5

Численность *ру-дагщея, чел. 377 зео 751 279

Пуюизпашггедыюагь ' труда одного тру-дяаегооя, I у.т. ь'сс./чел. 31,5 30,5 13,1 122,4

Трудоемкое?ь,чел./ гьо. 1 у,*. 2,6 2,72 0,3 063 J

¿■овдооцкость.руС / ' * у.т. 61,3 . 51,0 164,0 47,5

- 15 -

пологим ПГУ приведены в табл. 3.

Таблиц!i 3

Технико-экономические показатели эффективности сравниваемых технологий.

(в ценах на 01. 01. 91г. ) -1---г~

Ииказатели

| Участковая себе-|

| стоимость | |-,-(..

Полная себестоимость

-1----г

|сгарая I ноная | старая |новая |технолог.| технол. | технолог |технол.

330 13000

Численность,чел. 55 42

Капаатраты.тыс. руб. 1351 1089

Годовые эксплуатационные »

затраты,тыс. руб. ,в т. ч.: 899,7 611,0

заработная плата, тыс. руб. 139,5 > 103,2

амортизация,тьк. руб. 104,2 88,27 затраты на электроэнергию,

тыс. руб. 435,7 267,9

прочие затраты, тыс. руб. 220,3 1В1,60 Себестоимость товарного

газа, руб./1000 куб. и 2,05 1,74 Себестоимость 1 Гкал,

руб/ Гкал 2,66 1,74 Себестоимость 1 т у. т,

руб/т у. т 17,94 12,18 Расчетный аффект, тыс. руб.

313 1Б390

2425,0 1376,0

848,7 821,6

501,1 253,3

6,53

6,92

48,44

812,4 681,6

Й08,1 174,4

5,64

5,64

39,48

277,8 728,6

Анализ результатов расчетов показал, что новая технология позволяет "на 25Х снизить себестоимость получаемой тепловой анергии в виде горючего газа.

Наибольшая доля годовых эксплуатационных затрат в обоих вариантах приходится на амортизацию и заработную плату. Затраты на электроэнергию составляют соответственно 2ü% в варианте с применяемой технологией и 16,5% в новой, что характеризует меньшую энергоемкость процесса газификации по новой технодо-

ГШ!., '"^норным фактором, повлиявшим на снижение, является раэ-:iiri;n в о&ьекш дутья и гага. Увеличение объемов дутья и газа : на 25*.) при старой технологии обусловлено более низкой тепло-тон сгорания газа (8Ш ккал/куб. м по сравнению с 1000 ккдл' куб. м), наличием некондиционного гаэа (3%) и большим количеством утечек (15Х против 10?.). На производство 1 Мкал тепловой мощности в варианте с новой технологией нужно затратить лаЯО.Й! меньше электроэнергии на процессе дутья, чем в вари-тг;те со старой технологией.

Расчетный экономический эффект предприятия ПГУ, раРотаю-¡.¡- га по новой технологии в 3 раза вше, чем у традиционного предприятия ПГУ и составляет 728,6 тыс.рув. (на 01.01.91 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате выполненных исследований решена актуальная научная задача эколого-экономической сценки вариантов предпри--Я1лй ПГУ на Сазе экономико-математической модели,учитывающей экономические,экологические и горнотехнические праметры предприятий ПГУ.

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

1. Анализ функционирования современных энергохимических ¡¡[«дприятий ПГУ следует проводить на основе их комплексной эколого-экономической оценки, что требует проработки многова-ркэнтных решений по каядсму из технологических звеньев и выявления наиболее важных с точки зрения экономики путей совершенствования технологии данного способа получения энергии.

2. Эколого-экономическую оценку эффективности предприятий ПГУ следует осуществлять по совокупности экономических, экологических, технологических и технических показателей на ;сн:не разработанной классификации, учитывавшей функциональное кагкз-чение каждого из технологических и горно-геологических вариантов предприятий ПГУ.

3. Выбор рацион&льных вариантов технологических решений ПГУ и его эколого-экономичеокая оценка должны осуществляться на базе разработанной экономико-математической модели,целевой функцией которой является максимизация эффекта (прибыли) предприятия с учетом платежей эа загрязнение природной среды.

4. Проведенные с помощью экономико-математпческсй мелели расчеты технико-экономических показателей предприятия ПГУ при-

расчеты технико-экономических показателей предприятия 111 'J применительно к традиционной и новой технологии ПТУ ii'jiM^juuT явить факторы, определяющее основные направлении ссне[ ш-.-нстн:. ванин технологии ПГУ.

5. Ыноговариактные расчеты экономической эф^ктивнсоп: предприятий ПГУ показали, что наименьшие эксплуатационные и капитальные затраты характерны для предприятий на воздушном дутье. Дли предприятий ПГУ на кислородном дутье капитальные затраты возрастают в 2 раза, однако удельные эксплуатационные затраты и экономический эффект остаются аналогичными предприятию ПГУ на воздушном дутье.

6. На основании расчетов, проведенных с помощью экономико-математической модели, проанализированы затраты на сжатие воздуха и буровые работы, являвшиеся наиболее емкими статьями калькуляции себестоимости газа ПГУ. Выявленные гидравлические схемы подземных газогенераторов по двум технологиям позволили рассчитать требуемые давления нагнетания воадуха и соответствующие затраты электроэнергии. Показано, что в новой технологи» ПГУ эа счет общего объема б;.-*овых работ их себестоимость, отнесенная к единице производимой тепловой энергии, на 2-1 \ ни.ие, чем в старой технологии.

t 7. Выполненная на основе экономико-математической модели сравнительная оценка традиционной и новой технологии ПГУ показала, что в новой технологии затраты на гаэификационнор дутье, буровые работы, подготовку первоначальных каналов газификации, а также очистку и охлаждение газа ПГУ на 20-28Ж ниле, "чем в старой технологии. Расчетный эффект от внедрения новой технологии составил 728,6 тыс. руб. (в ценах на 01.01.91 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Крейнин Е. Б. , Грубская Е. II , Юсов А. Б. Техннко-экономи-ческаа оценка предприятий подземной газификации угля и традиционных методов его добычи.-!.!: Уголь, 1994,с. 57.

2. Грабекая Е. П. Основные элементы экономической модели энергохимического предприятия "Подэемгаэ". - It Научные сообщения ПГД им. А. А. Скочинского,1994,с. 99-111.

3. Крейнин Е. В. , Чекина В. Б. , Грабская Е. П. Эколого-эко-номнческое сравнение традиционных и нетрадиционных способов добычи и сдигания угля.- М: Горный вестник, 199-1, с. 63-67.

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Грабская, Е. П.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Отечественный и мировой опыт освоения ЛГУ.

1.2. Основные экономические параметры существующих предприятий ПГУ.

Выводы по 1 главе.

2. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ.

2.1. Основные технологические принципы совершенствования предприятий ПГУ.

2.2. Экологические последствия подземной газификации угля и пути снижения их воздействия.

2.3. Анализ технико- экономических исследований ПГУ и постановка задачи.

Выводы по 2 главе.

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ ЭКОНОМИЛО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЖ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ ПГУ.

3.1. Классификация вариантов горно-геологических условий и основных технологических процессов подземной газификации угля

3.2. Формирование основных методических принципов определения эколого-экономической эффективности предприятий ПГУ.

3.3. Основные принципы построения экономико-математической модели эколого-экономической оценки эффективности предприятий ПГУ.

Выводы по 3 главе.

4. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМЙЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ ЭНЕРГОХИМИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПГУ.

4.1 Анализ результатов технико-экономической оценки эффективности предприятий ПГУ.

4.2. Сравнительная оценка старой и новой технологии ПГУ.

4.3. Экономическая оценка предприятий подземной газификации угля различной мощности.

4.3.1.Экономическая оценка предприятий ПГУ на воздушном дутье.

4.3.2.Экономическая оценка предприятий ПГУ различной мощности на кислородном дутье.

4.4. Сравнение технологии ПГУ с традиционными способами добычи угля.

Выводы по 4 главе

Диссертация: введение по экономике, на тему "Эколого-экономическая оценка эффективности предприятий подземной газификации угля"

Актуальность работы. В современных условиях важное значение в оценке топливно-энергетического комплекса приобретает проблема его воздействия на окружающую среду. Увеличение потребления органического топлива влечет за собой рост экологического ущерба при его добыче и сжигании и соответственно обострение экологической обстановки в различных регионах страны.

Одним из направлений улучшения использования энергоносителей является процесс переработки угля в другие виды топлива (жидкое и газообразное), в том числе разработка и внедрение скважинных методов добычи, к которым, в первую очередь, можно отнести подземную газификацию угля (ПГУ).

Превращение угля в газообразный энергоноситель непосредственно на месте залегания угольного пласта позволяет значительно уменьшить негативные экологические факторы, присущие традиционным способам добычи и получать газ на существенно более чистой экологической основе. Необходимо отметить и социальные преимущества данного способа, предусматривающие ликвидацию тяжелого и опасного подземного труда.

Анализ накопленного промышленного опыта осуществления процесса подземной газификации различных угольных пластов позволил сформулировать и предложить наиболее эффективные направления совершенствования предприятий ПГУ.

Традиционной технологии ПГУ присущ ряд недостатков: не

- б устойчивость процесса газификации, низкая теплота сгорания получаемого газа, недостаточная экологическая чистота предприятия ПГУ и большое количество эксплуатационных скважин. Все это сдерживало строительство и эксплуатацию крупных промышленных предприятий ПГУ.

• Главное отличие новой технологии ПГУ заключается в более высокой степени управления технологическим процессом, минимальном количестве эксплуатационных скважин, в повышенном качестве получаемого газа (теплота сгорания до 2500 ккал/куб.м) и меньшем экологическом воздействии на окружающую среду.

Основное экологическое преимущество предприятий ПГУ будет проявляться у потребителя газового энергоносителя. При замене им угля исчезают выбросы твердых частиц (зола, угольная пыль), практически исчезают выбросы окислов серы и в 2-3 раза снижаются выбросы окислов азота. щ Преимущества более совершенной технологии ПГУ могут быть выявлены только при комплексной эколого-экономической оценке производства, которая заключается в проработке многовариантных технологических решений с учетом технических, экономических и экологических факторов. Поэтому комплексная эколого-экономическая оценка эффективности предприятий ПГУ является актуальной научно-практической задачей.

Цель работы состоит в эколого-экономической оценке предприятий ПГУ, осуществляемой на базе экономико-математической модели, учитывающей экономические,экологические, технологические и горно-геологические параметры предприятия ПГУ.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Формирование альтернативных вариантов предприятий подземной газификации углей и определение целесообразной области их функционирования должны основываться на впервые предложенной классификации, учитывающей горно-геологические условия.технические и технологические решения процесса ИГУ.

2. Выбор рациональных вариантов технологических реше-• ний для их последующей экономической оценки следует осуществлять, используя процедуру динамического программирования с имитационным моделированием состояний по шагам.

3. Эколого-экономическую оценку эффективности предприятий ПГУ следует осуществлять с помощью разработанной экономико-математической модели,учитывающей экономические,экологические и горнотехнические параметры предприятия ПГУ.

Значение работы. Научное значение диссертационной работы заключается в разработке экономико-математической модели для эколого-экономической оценки эффективности предприятий ПГУ.

• Основой эколого-экономической оценки эффективности является метод расчета, учитывающий комплексную классификацию вариантов горно-геологических условий, технических и технологических звеньев процесса ПГУ.

Практическое значение работы состоит в том, что использование экономико-математической модели позволяет проводить многовариантные расчеты и давать оценку экономической эффективности предприятий ПГУ при варьировании горно-геологических условий, производственной мощности предприятия, вида дутья, технических характеристик оборудования как на стадии предпро-ектных проработок при решении вопроса о целесообразности стро

• ительства предприятий ПГУ, так и в период их эксплуатации.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- ретроспективным анализом экологических,технологических и экономических аспектов деятельности современных угледобывающих (традиционных и нетрадиционных) предприятий России;

- корректным применением методов экономико-математического моделирования и электронно-вычислительной техники при проведении технико-экономических исследований;

- сходимостью полученных результатов с фактическими данными действующих предприятий и их проектной апробацией.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный механизм эколого-экономической оценки эффективности предприятий ПГУ принят для внедрения на опытно-промышленном участке Южно-Абинской станции "Подземгаз", а также предложен для практического использования при проектировании предприятий ПГУ в Приморском крае.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Семинаре по подземной газификации углей (г.Кемерово 1992 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 работы, содержащие основные положения диссертации.

I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

Диссертация: заключение по теме "Экономика природопользования и охраны окружающей среды", Грабская, Е. П.

Выводы по четвертой главе.

1. На основании анализа результатов проведенных технико-экономических расчетов следует,что разработанная экономико-математическая модель эколого-экономической оценки эффективности предприятия ПГУ, адекватно производит оценку и выбор

• рациональных вариантов технологии подземной газификации угля и может быть использована для решения широкого круга задач.

2. Проведенный расчет и анализ влияния горно-геологических условий на годовые эксплуатационные затраты на процессе бурения выявили, что наиболее сильное влияние горно-геологи-ческие факторы проявляют на тонких пластах угля. Наиболее значимым фактором является мощность пласта, которая определяет объем запасов угля в газогенераторе и темпы воспроизводства подготавливаемых запасов.

3. Наиболее выгодными вариантами ПГУ являются варианты с воздушным и парокислородным видами дутья. Они отличаются наи

• меньшими эксплуатационными затратами. Однако, варианты с кислородным дутьем требуют повышения объемов капитальных затрат более чем в 2 раза.

- 168

4. Наибольшая доля затрат производства газа приходится на электроэнергию. Самыми энергоемкими звеньями являются - дутье и транспортирование газа. На их долю приходится свыше 99 X электроэнергии.

5. На примере угледобывающих производств Приморского края

• показана перспективность строительства предприятий ПГУ в данном регионе.

6. Сравнительная технико-экономическая оценка старой и новой технологии ПГУ доказала преимущества внедряемой технологии следующими экономическими показателями:

- затраты на газификационное дутье меньше на £0,24 7а ;

- затраты на буровые работы меньше на 21,22 % ;

- затраты на создание первоначального канала газификации (сбойку ) меньше на 28,4 % ;

- затраты на проработку первоначальных сбоечных каналов газификации меньше почти в 5 раз;

- затраты на охлаждение и очистку газа меньше на 21,23

- общее снижение себестоимости составило 25%.

7. Совершенствование процесса ПГУ и рост производственной мощности предприятий ПГУ ( в среднем в 50 раз) вызывает снижение удельных капиталовложений в 2,42 раза, себестоимости товарного газа в 2,84 раза ( ниже ее первоначального уровня на 60 Z ) и повышение производительности труда в 5 раз.

8. Достоинство разработанной экономико-математической модели заключается в ее способности выполнять многовариантные расчеты эффективности предприятий ПГУ (с применением ПЭВМ) при варьировании горно-геологических условий месторождения, производственной мощности предприятий,состава дутья,технических характеристик оборудования как на стадии предпроектных прора

- 159 боток при решении вопроса о целесообразности строительства предприятий этого типа,так и в период их эксплуатации с учетом экологических последствий в виде платы за загрязнение природной среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

6 результате выполненных исследований решена актуальная

• научная задача эколого-экономической оценки вариантов предприятий ПГУ на базе экономико-математической модели, учитывающей экономические,экологические и горнотехнические параметры предприятий ПГУ.

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

1. Анализ функционирования современных энергохимических предприятий ПГУ следует проводить на основе их комплексной эколого-экономической оценки, что требует проработки многовариантных решений по каждому из технологических звеньев и выявления наиболее важных с точки зрения экономики путей совершенствования технологии данного способа получения энергии.

2. Эколого-экономическую оценку эффективности предприятий ПГУ следует осуществлять по совокупности экономических, экологических, технологических и технических показателей на основе разработанной классификации, учитывающей функциональное назначение каждого из технологических и горно-геологических вариантов предприятий ПГУ.

3. Выбор рациональных вариантов технологических решений ПГУ и его эколого-экономическая оценка должны осуществляться на баге разработанной экономико-математической модели,целевой функцией которой является максимизация эффекта (прибыли) предприятия с учетом платежей га загрязнение природной среды.

4. Проведенные с помощью экономико-математической модели расчеты технико-экономических показателей предприятия ПГУ при

- 171 менительно к традиционной и новой технологии ПГУ позволяют выявить факторы,определяющие основные направления совершенствования технологии ПГУ.

5. Многовариантные расчеты экономической эффективности предприятий ПГУ показали, что наименьшие эксплуатационные и капитальные затраты характерны для предприятий на воздушном дутье. Для предприятии ПГУ на кислородном дутье капитальные затраты возрастают в 2 раза, однако удельные эксплуатационные затраты и экономический эффект остаются аналогичными предприятию ПГУ на воздушном дутье.

6. На основании расчетов, проведенных с помощью экономике- математической модели, проанализированы затраты на сжатие воздуха и буровые работы, являющиеся наиболее емкими статьями калькуляции себестоимости газа ПГУ. Выявленные гидравлические схемы подземных газогенераторов по двум технологиям позволили рассчитать требуемые давления нагнетания воздуха и соответствующие затраты электроэнергии. Показано, что в новой технологии ПГУ за счет общего объема буровых работ их себестоимость , отнесенная к единице производимой тепловой энергии на 24% ниже, чем в старой технологии.

7. Выполненная на основе экономико-математической модели сравнительная оценка традиционной и новой технологии ПГУ показала, что в новой технологии затраты на газификационное дутье, буровые работы, подготовку первоначальных каналов газификации, а также очистку и охлаждение газа ПГУ на 20-28% ниже, чем в старой технологии. Расчетный эффект от внедрения новой технологии составил 728,6 тыс.руб.(в ценах на 01.01.91 г.)