Эколого-экономическая оценка и выбор вариантов использования шахтного метана тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономическая оценка и выбор вариантов использования шахтного метана"

На правах рукописи

ииза5ВВ2е

СУХОЧЕНКОВ Антон Сергеевич

УДК 622:338;622.411.3

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ВЫБОР ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНОГО МЕТАНА

Специальность 08.00.05 -«Экономика и управление народным хозяйством» (экономика природопользования)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва 2007

003056626

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Харченко Виктор Алексеевич

Официальные оппоненты

доктор экономических наук, профессор Шибаев Евгений Васильевич, кандидат экономических наук, доцент Коробова Ольга Сергеевна

Ведущая организация

ФГУП «Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им. A.A. Скочинского»

Защита диссертации состоится 27 апреля в 1300 час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.01 при Московском государственном горном университете (МГГУ) по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан дХи арта

2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Кандидат экономических на yic, доцгггг A.B. Мясков

Общая характеристика работы Актуальность работы. Функционирование предприятий угольной промышленности, как правило, сопровождается многосторонним негативным воздействием на окружающую природную среду, масштабы которого непосредственно зависят от объема основного производства и в связи с возможным увеличением объемов добычи угля имеют тенденцию к дальнейшему росту.

По уровню образования и выбросов вредных веществ в атмосферу угольная промышленность является одной из наиболее загрязняющих воздушный бассейн отраслей.

В 1999 году предприятиями угольной промышленности было выброшено в атмосферу 620,8 тыс. т вредных веществ, в том числе 443,5 тыс. т метана, в 2004 г. объем выброшенного в атмосферу метана возрос до 660,7 тыс. т.

Одним из главных направлений снижения отрицательного воздействия угольной промышленности на атмосферный воздух и повышения уровня природопользования является использование шахтного метана, дающее как экологический, так и экономический эффект.

Существующие технологии использования шахтного метана во многом зависят от конкретных горно-геологических условий и характеристик метановоздушной смеси, извлекаемой средствами шахтной дегазации. Поэтому разработка механизма оценки и выбора вариантов использования шахтного метана для различных условий с учетом горно-геологических, экономических, экологических и социальных факторов является актуальной научной задачей.

Цель диссертационной работы заключается в разработке механизма эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования шахтного метана.

Идея работа заключается в комплексном учете горно-геологических, технологических, экономических, экологических и социальных факторов, а

также региональных экологического и социального эффектов при выборе вариантов использования шахтного метана.

Объектом исследования являются действующие угольные шахты, применяющие дегазацию угольных пластов, и воздушные бассейны районов угледобычи, подвергающиеся влиянию выбросов метана. Предметом исследования являются эколого-экономические взаимосвязи, обуславливающие принятие решений по выбору вариантов использования угольного метана, извлекаемого средствами шахтной дегазации. Защищаемые научные положения:

1. Формирование методического подхода к выбору наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана базируется на основе факторного анализа, позволяющего при выборе вариантов использования шахтного метана учесть степень влияния каждого фактора.

2. Оценку вариантов использования шахтного метана следует проводить на основе разработанной экономико-математической модели с целевой функцией минимизации затрат, определяющейся как отношение эффекта от производственной деятельности шахты, с учетом реализации мероприятий по использованию шахтного метана, к затратам, возникающим на предприятии в результате реализации мероприятий по его использованию.

3. Выявление вариантов использования шахтного метана следует осуществлять на базе разработанного механизма, позволяющего произвести выбор наиболее предпочтительного из них, а также произвести оценку эффективности мероприятий по использованию шахтного метана с учетом всех влияющих факторов и соблюдения горно-технических экологических, экономических и социальных ограничений.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

предложена систематизация факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана;

разработана экономико-математическая модель, позволяющая произвести критериальную оценку вариантов использования шахтного

метана с учетом горно-технических, экологических, экономических и социальных ограничений;

разработан механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана.

Обоснованность и достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждаются:

системным анализом эколого-экономических аспектов угледобычи, научных исследований и практических работ по извлечению и использованию шахтного метана в России и за рубежом;

использованием достаточного объема статистического материала, характеризующего эколого-экономические аспекты мероприятий по использованию шахтного метана;

корректным применением методов статистического и экономического анализа, экономико-математического моделирования и метода экспертных оценок;

положительными результатами экспериментальной апробации разработанного методического подхода к решению поставленной задачи на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района Кузнецкого угольного бассейна.

Научное значение работы заключается в формировании методического подхода к эколого-экономической оценке эффективности вариантов использования шахтного метана, основанного на комплексном учете влияющих факторов.

Практическое значение работы заключается в применении разработанного механизма, позволяющего осуществить выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана на угледобывающем предприятии. Реализация выводов и рекомендации работы. Разработанный механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана реализован на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района

Кузнецкого угольного бассейна при обосновании программы по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на семинарах кафедры «Экономика природопользования» Московского государственного горного университета (2004 - 2006 гг.), симпозиумах «Неделя горняка - 2005», «Неделя горняка - 2006».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано четыре статьи, отражающие основные положения диссертации. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит список литературы из 74 наименований, 3 рисунка и 15 таблиц.

Основное содержание работы

Угольный метан во многих странах мира, в том числе и в России, рассматривают в качестве компонента топливно-энергетической сырьевой базы. Предполагаемые ресурсы метана угольных пластов во всем мире достигают 260 трлн. м3. В России прогнозные ресурсы метана угольных месторождений оценивают по различным источникам в пределах 50 - 80 трлн. м3, что близко к запасам традиционных газовых месторождений страны.

Увеличивающиеся темпы добычи угля в России, возрастание нагрузки на воздушный бассейн и, как следствие, увеличение платы за выбросы вредных веществ свидетельствуют о целесообразности выполнения такого природоохранного мероприятия, как использование шахтного метана.

Вопросам природоохранной деятельности на угольных шахтах посвящены труды таких ученых, как Архипов H.A., Астахов A.C., Каплунов Ю.В., Коваль В.Т., Коробова О.С., Петров И.В., Ревазов М.А., Харченко В.А., Шибаев Е.В., Ястребинский М.А. и других. Вопросам решения проблем метана угольных пластов, а также промышленного использования шахтного метана были посвящены паботк Айруки А.Т., Забурдяеза B.C., Коликова

К.С., Малышева Ю.Н., Ножкина Н.В., Пучкова JI.A., Сластунова C.B., Тайлакова О.В., Трубецкого К.Н., Шмидта М.В. и многих других.

Авторами были разработаны методики эколого-экономической оценки эффективности различных природоохранных мероприятий, изучено влияние шахтного метана на состояние атмосферного воздуха, обоснована целесообразность попутной добычи метана при разработке угольных месторождений, разработаны основные принципы и методологии оценки угольных месторождений по метанодобываемости, рассмотрены принципы технических и организационных решений по извлечению и использованию шахтного метана, основные направления использования метановоздушных смесей, рассмотрены перспективы использования угольного метана.

В то же время в научной литературе уделяется недостаточно внимания вопросу выбора вариантов использования газа, извлекаемого средствами дегазации из шахт, с учетом многообразия факторов, оказывающих влияние на эколого-экономическую эффективность использования шахтного метана. Это в свою очередь послужило причиной постановки и решения следующих задач, необходимых для достижения этой цели:

анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности России;

анализ научных исследований и практических работ по извлечению и использованию шахтного метана;

систематизация факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана;

выявление наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана;

обоснование критериев оценки эффективности использования шахтного метана;

разработка эколого-экономической модели оценки вариантов использования шахтного метана;

разработка механизма выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана;

экспериментальная апробация результатов исследования.

Проведенный системный анализ эколого-экономических аспектов угледобычи, научных и практических работ по извлечению и использованию угольного метана в России и за рубежом позволил сделать вывод о том, что задача по выбору наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана предполагает, в первую очередь, учет совокупности факторов, оказывающих влияние на экономические характеристики работы предприятия, на социальную и экологическую обстановку в районе.

В диссертационной работе произведена систематизация факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана, выявленных на основании проведенного инженерного анализа. В результате систематизации факторы были разбиты на 5 групп: горно-геологические, технологические, экономические, экологические и социальные. Систематизация групп факторов произведена на основе последовательности их учета при выборе угольных шахт (добычных участков), применимых для реализации мероприятий по использованию шахтного метана, и формировании вариантов использования газа, извлекаемого средствами дегазации.

Для оценки факторов (табл. 1), оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана, разработан методический подход, основанный на экспертной оценке.

На основании проведенного статистического и инженерного анализа выявлен ряд факторов, в значительной степени оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана: метаноносность угольного пласта; максимальное значение концентрации метана в МВС; максимальное значение дебита метана; стабильность концентрация метана в МВС;

Таблица 1. Оценка факторов, оказывающих влияние на выбор предпочтительных вариантов использования шахтного метана

№ п/п Факторы Использование метана в качестве топлива для котельных (над-слоевое сжигание) Использование метана в газотурбинных установках Использование угольного метана в качестве моторного топлива

1 - не влияет или влияет незначительно, 2 - влияет, 3 - влияет значительно

Горно-геологические

1 Метаноносность уг ольною пласта 3 3 3

2 Глубина залегания угольного пласта 1 1 1

Технологические

3 Максимальное значение концентрации метана в МВС 2 2 3

4 Максимальное значение дебита метана 3 2 з

5 Концентрация метана в МВС (стабильность) 3 2 3

6 Дебит метана (стабильность) 3 3 3

7 Влажность газа 2 2 3

8 Наличие механических примесей 2 2 3

9 Давление газа 1 1 3

Экономические

10 Капитальные вложения 3 3 3

11 Себестоимость используемого метана 3 3 3

12 Средняя цена продукции 3 3 3

13 Размер платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу 2 2 2

Экологические

14 Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 1 1 1

15 Общая площадь нарушенных земель 1 1 1

16 Объем сбрасываемых загрязняющих веществ в водные объекты 1 1 1

17 Климатические условия района расположения шахты 2 2 2

Социальные

18 Уровень газификации городов и поселков, не имеющих связи с газопроводами; 2 1 1

19 Уровень безопасности при ведении горных работ 1 1 1

стабильность дебита метана; влажность газа;

наличие механических примесей; давление газа; капитальные вложения; себестоимость добытого метана; средняя цена продукции;

климатические условия района расположения шахты. Исходная постановка решения задачи по оценке и выбору наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана выглядит следующим образом. Необходимо максимально снизить затраты по выплатам за негативное воздействие объектов горной промышленности, реализующих мероприятия по дегазации, на атмосферный воздух за счет проведения мероприятий по использованию шахтного метана, затрачивая при этом минимальное количество денежных средств.

В горнопромышленном районе имеется п-ос количество шахт, применяющих средства шахтной дегазации, на которых возможно проведение мероприятий по использованию шахтного метана. При этом каждое ¡-тое предприятие (/ = 1,2,3...«) имеет определенные объемы метана, извлекаемого средствами дегазации (в сумме по всем видам дегазации) V,, , и в качестве исходной предпосылки принимается тот, факт что на объем извлекаемого метана имеется спрос.

Общие затраты, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, представлены в следующем виде:

г"" = 2,т +хЕХ + г™ + + 7.СС1, (1)

где хт" - капитальные затраты, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, руб./год; 7,ГХ - эксплуатационные затраты, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, руб./год; г™ - налоги, связанные с производственной

деятельностью (за исключением экологических налогов), руб./год; 2хг -суммарные затраты на доведение метановоздушной смеси до требуемой потребителем кондиции, руб./год; 2еСЕ - экологические издержки, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, руб./год.

гш = гв+2п+20т", (2)

где 2" — затраты на строительство поверхностного комплекса, руб./год; 2еь -затраты на строительство центрального трубопровода, руб./год; 2"™ -прочие строительные затраты, руб./год.

Доведение метановоздушной смеси до требуемой потребителем кондиции сопровождается следующими затратами:

=г™ + гс + (3)

где 2"' - затраты на проведение мероприятий по доведению метановоздушной смеси до требуемого потребителем значения дебита, руб./год; 2е - затраты на проведение мероприятий по доведению концентрации метана в метановоздушной смеси до требуемых потребителем величин, руб./год; 2Ш - затраты на проведение мероприятий по очистке метановоздушной смеси от механических примесей, руб./год; 2вт - затраты на проведение мероприятий по осушке метановоздушной смеси, руб./год; 2п - затраты на проведение мероприятий по доведению давления метановоздушной смеси до требуемых потребителем величин, руб./год.

Экологические издержки, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана:

гЕС1- +1а +гЕ +7/ +гир +2«Е, (4)

где 2* - затраты на проведение мероприятий по охране и рациональному использованию водных ресурсов, руб./год; 2а - затраты на проведение мероприятий по охране земельных ресурсов от загрязнения отходами производства и потребления, руб./год; 2е - платежи за недропользование,

руб./год; 2Г - плата за нормативные сбросы и выбросы (за исключением метана) загрязняющих веществ, руб./год; 7.4 - плата за складирование отходов, руб./год; 7.т - расходы будущих периодов на рекультивацию земель, руб./год.

Суммарный эффект от внедрения мероприятий по использованию шахтного метана вычисляется по формуле:

Еи° = + кЕС1 ■ ЕЕСг(м) + кж ■ Е$ос, (5)

где ЕиК - экономический эффект от использования шахтного метана, руб./год; еЕСММ) - экологический эффект от снижения выбросов метана в атмосферу, руб./год; Ею(: - социальный эффект от использования шахтного метана, руб./год; кИ1 и к:юс - коэффициенты значимости региональных эффектов (определяются на основании экспертных оценок).

Еес" -гш'уум, (6)

где I' - удельный доход, полученный предприятием в результате реализации

мероприятий по использованию шахтного метана, руб./м3; 7.'К - удельные затраты, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, руб./м3; V" - объем использованного шахтного метана, м3.

Снижение выбросов метана приводит к улучшению экологической обстановки в регионе (эффект возникает на региональном уровне), а также к улучшению технико-технологических и экономических показателей работы шахты, то есть эффект проявляется непосредственно на предприятии.

Социальный эффект достигается за счет повышения уровня безопасности на предприятии, создания дополнительных рабочих мест и улучшения энергообеспечения.

Для оценки вариантов использования шахтного метана в диссертационной работе разработана экономико-математическая модель, базирующаяся на максимизации показателя эффективности применения

мероприятий по использованию газа, извлекаемого средствами шахтной дегазации и газоотсосом, с учетом фактора времени.

Целевая функция модели имеет следующий вид:

г- _ V VIV 1« !■■• > 1« -I 1" ,1 п\

<-1 м ^ ,11 +

где _/ - индекс варианта использования шахтного метана; / - индекс предприятия; I - индекс года; Е - показатель эффективности мероприятий по использованию шахтного метана; Рг'; - цена на уголь, руб./т; Сс -себестоимость угля, руб./т; Vе - объем реализованного угля, т.; 2е - общие затраты, связанные с добычей угля, руб./год.; с! - коэффициент дисконтирования.

Реализация мероприятий по использованию шахтного метана на угледобывающем предприятии возможна при соблюдении, являющихся составной частью экономико-математической модели, ограничений:

1. По горно-техническим факторам:

соответствие объемов использования шахтного метана имеющимся ресурсам и техническим условиям:

N М Ы К! А/

/=1 1-1 1-1 Ы (=1

где V1""' - минимально возможный по технологии использования объем шахтного метана, м3; - объем использованного шахтного метана, м3; Яи - запасы угольного метана, м3;

2. По экономическим факторам:

соответствие объемов реализации угля платежеспособному

спросу:

где Уст - объем угля, соответствующий обязательствам по длительным договорам поставок, т; Vе - объем реализованного угля, т; Vп с - спрос на уголь, т.

соответствие объемов использованного шахтного метана платежеспособному спросу:

м м

К^п^г. (10)

/.1 1-1

где У"р - минимально возможный по технологии использования объем шахтного метана, м3; V" - объем используемого шахтного метана, м3; V"'' -спрос на извлекаемый средствами шахтной дегазации метан, м3. достаточность финансовых ресурсов:

м и /ю +2С +2ас

где 1АС - плата за привлечение капитала, руб./год; £> - привлеченные

денежные средства на реализацию мероприятий по использованию шахтного метана, руб./год.

3. По экологическим факторам:

по объему выбросов метана в атмосферу:

и Vй'

02)

где , Vй'" - объем метана, выброшенного в атмосферу

горнодобывающим предприятием, соответственно, до и после реализации мероприятий по использованию шахтного метана, м\ по соответствию требованиям ПДВ:

и уп

" "" <1, (13)

ъпдв„

где УРЕ - объем выбросов загрязняющего вещества, т/год; ПДВ - предельно допустимые выбросы загрязняющего вещества, т/год; А - индекс выбрасываемого загрязняющего вещества.

по соответствию требованиям ПДС:

и ут

Т-ЛИ—йХ, (14)

где Vе" - объем сбросов загрязняющего вещества, т/год; ПДС - предельно допустимые сбросы загрязняющего вещества, т/год; / - индекс сбрасываемого загрязняющего вещества. 4. По социальным факторам:

по возникающему на региональном уровне социальному

эффекту:

м Е$ос

где Еюс - суммарный социальный эффект, возникающий на региональном уровне в результате реализации мероприятий по использованию шахтного метана, руб.

Для формирования вариантов использования шахтного метана, выбора шахт (добычных участков), пригодных для реализации мероприятий по использованию шахтного метана, а также эколого-экономической оценки и выбора наиболее предпочтительных вариантов использования шахтного метана на основе предложенного в диссертационной работе методического подхода, разработан механизм оценки и выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана (рис. 1), включающий следующие элементы:

анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности;

анализ возможных вариантов использования шахтного метана; выявление факторов, влияющих на выбор вариантов использования шахтного метана;

систематизация факторов, влияющих на выбор вариантов использования шахтного метана;

Рис. 1. Механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана

Анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности

Анализ возможных вариантов использования угольного метана

Выявление факторов, влияющих на выбор вариантов

использования шахтного метана ........................

Систематизация факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана по направлениям:

Определение ряда действующих угольных шахт (участков), применяющих дегазацию, на которых возможна реализация мероприятий по использованию шахтного метана

±

1 1

Горно-геологические Экономические

1

Технологические

1 Социальные

Экологические

Информационный базис оценки факторов, влияющих на выбор вариантов использования шахтного метана

X

Экспертные оценки

Выявление факторов, оказывающих наиболее значимое влияние на выбор вариантов использования шахтного метана

Формирование наиболее предпочтительных вариантов использования шахтного метана

моторное топливо

1 газотурбинных установках

топливо для котельных

Оценка вариантов использования шахтного метана на основе предложенной экономико-математической модели с учетом ряда ограничений:

Оценка эффективного варианта

N К! [(РгС -Сс Еш

д _ IV '" Iя' ^ 1 1" ^ .

2е + 2^ 1" ]«

Выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана путем выявления максимального значения целеьсй функции

Разработка рекомендаций по использованию шахтного метана в конкретных условиях и оценка зколого-экономической эффективности

экспертная оценка факторов, влияющих на выбор вариантов использования шахтного метана;

выявление факторов, оказывающих наиболее значимое влияние на выбор вариантов использования шахтного метана;

определение ряда действующих угольных шахт .(участков), применяющих дегазацию, на которых возможна реализация мероприятий по использованию шахтного метана;

формирование наиболее предпочтительных вариантов использования шахтного метана;

оценка вариантов использования шахтного метана на основе предложенной экономико-математической модели с учетом ряда ограничений;

выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана путем выявления максимального значения целевой функции;

разработка рекомендаций по использованию шахтного метана в конкретных условиях и оценка эколого-экономической эффективности.

Реализация предложенного методического подхода осуществлена на базе ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района Кузнецкого угольного бассейна.

На ООО «Шахта им. Ворошилова» основной объем загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и соответственно, основной объем выплат за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу приходится на шахтный метан. В 2006 г. размер платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составил 598 тыс. руб., всего плата за загрязнение окружающей среды составила 691 тыс. руб. Общие затраты по охране воздушных ресурсов составили 71 тыс. руб.

На основании проведенного анализа научных и прикладных работ по извлечению и использованию шахтного метана в России и за рубежом выявлены наиболее предпочтительные варианты использования шахтного

метана непосредственно в местах его извлечения: сжигание метановоздушной смеси в котельной шахты совместно с углем, использование метана в газотурбинной установке, использование газа в качестве моторного топлива.

На основании предложенного в диссертационной работе методического подхода и разработанного механизма выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана выявлены два варианта использования шахтного метана потенциально возможные к применению на выбранном объекте: использование метана в газотурбинной установке (вариант 1) и совместное с углем сжигание метановоздушной смеси в котельной шахты (вариант 2).

Проведенные расчеты показали, что второй вариант наиболее эффективен. Реализация мероприятий по недопущению выбросов метана в атмосферу и использованию каптируемого газа в качестве дополнительного топлива для шахтной котельной обеспечивало уменьшение объемов выбросов метана на 2958,77 т/год и, соответственно, снижение величины платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на 293,5 тыс. руб./год. В то же время реализация мероприятий по использованию шахтного метана позволила снизить расход каменного угля марки ДР, который предприятие приобретает на стороне и сжигает в котлах на шахте, на 16%, что при цене на угольное топливо 640 руб./т сокращает затраты, связанные с выработкой тепла, на 74,6 тыс. руб./год. Затраты, связанные с реализацией мероприятий по использованию шахтного метана, составляют 97,4 тыс. руб./год.

Таким образом, реализация рекомендаций по использованию шахтного метана на ООО «Шахта им. Ворошилова» позволяет в короткие сроки и при относительно невысоких затратах обеспечить снижение объемов выбросов метана в атмосферу и в то же время получить эффект в размере 454,7 руб./год за счет сокращения выплат за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и экономии угля, сжигаемого на шахтной котельной.

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке механизма оценки и выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана, позволяющего поэтапно, с учетом многообразия факторов, в значительной степени оказывающих влияние на выбор вариантов использования метана, принимать обоснованные решения по выбору вариантов утилизации газа, извлекаемого средствами шахтной дегазации и газоотсоса.

Основные результаты работы, научные и практические выводы и рекомендации, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. Системный анализ научных и практических работ по извлечению и использованию шахтного метана в России и за рубежом позволил сделать вывод о необходимости разработки эколого-экономического механизма выбора наиболее предпочтительного варианта использования метана, извлекаемого средствами шахтной дегазации.

2. Выявлены, систематизированы горно-геологические, технологические, экономические, экологические и социальные факторы, а также произведена оценка их влияния на выбор вариантов использования шахтного метана.

3. Для эколого-экономической оценки вариантов использования шахтного метана разработана экономико-математическая модель с целевой функцией, представленной в виде отношения эффектов к затратам, возникающих в результате реализации мероприятий по использованию шахтного метана, с учетом фактора времени.

4. Разработан механизм, позволяющий осуществить выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана, а также произвести оценку эффективности мероприятий по использованию шахтного метана с учетом всех влияющих факторов и соблюдения горно-технических, экологических, экономических и социальных ограничений.

5. Разработанный механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана был использован на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района Кузнецкого угольного бассейна при обосновании программы по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу. В результате проведенных расчетов определено, что наиболее предпочтительным вариантом использования шахтного метана для выбранного объекта реализации является использование его в качестве дополнительного топлива для котельной.

6. Реализация мероприятий по недопущению выбросов метана в атмосферу и использованию каптируемого газа в качестве дополнительного топлива для шахтной котельной обеспечивает уменьшение объемов выбросов метана на 2958,77 т/год и, соответственно, снижение величины платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на 293,5 тыс. руб./год. В то же время реализация мероприятий по использованию шахтного метана позволяет снизить расход угля, который предприятие приобретает на стороне и сжигает в котлах на шахте, на 16%, что при цене на угольное топливо 640 руб./т сокращает затраты, связанные с выработкой тепла, на 74,6 тыс. руб./год. Суммарный годовой экономический эффект от реализации мероприятий по использованию шахтного метана составляет 454,7 руб./год.

Основные научные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Сухоченков A.C. Влияние предприятий угольной промышленности на состояние атмосферного воздуха.//Сборник научных трудов «Экология и горное дело». -М.:МГГУ. - 2004. - С. 52 - 57.

2. Сухоченков A.C. К вопросу об использовании шахтного метана.//Сборник научных трудов «Эколого-экономические проблемы Топливно-энергетического комплекса РФ». - М.: МГГУ. - 2005. - С. 57 - 63.

3. Сухоченков A.C. Анализ работ по добыче метана из угольных месторожденийУ/Гориый информационно-аналитический бюллетень

/Тематическое приложение к №10. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. - С. 345 - 354.

4. Сухоченков A.C. Анализ работ по использованию метана угольных месторождений. //Горный информационно-аналитический бюллетень/Тематическое приложение к №10. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. - С. 355 - 361.

Подписано в печать 26.03.2007 Формат 90x60/16

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № УНо

Типография МГГУ, Москва, Ленинский проспект, б

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Сухоченков, Антон Сергеевич

Введениестр.

1. Анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности и научных исследований по теместр.

1.1. Анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности Россиистр.

1.1.1. Влияние предприятий угольной промышленности на состояние атмосферного воздухастр.

1.2. Анализ научных исследований и практических работ по извлечению и использованию шахтного метанастр.

1.2.1. Анализ работ по извлечению ^ метана из угольных месторожденийстр.

1.2.2. Анализ работ по использованию метана угольных месторожденийстр.

1.3. Цели и задачи исследованиястр.

Выводы по первой главестр.

2. Методические основы выбора вариантов использования шахтного метанастр.

2.1. Использование метана в качестве топлива для котельнойстр.

2.2. Использование метана в газотурбинных установкахстр.

2.3. Использование угольного метана в качестве моторного топливастр.

2.4. Анализ факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования угольного метанастр.

2.4.1. Горно-геологические факторыстр.

2.4.2. Технологические факторыстр.

2.4.3. Экономические факторыстр.

2.4.4. Экологические факторыстр.

2.4.5. Социальные факторыстр.

2.5. Систематизация и оценка факторов, оказывающих влияние на выбор предпочтительного варианта использования шахтного метанастр.

2.6. Выбор наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метанастр.

Выводы по второй главестр.

3. Разработка механизма выбора предпочтительного варианта использования шахтного метанастр.

3.1. Обоснование и выбор критериев оценки эффективности использования шахтного метанастр.

3.2. Разработка экономико-математической модели оценки вариантов и механизма выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метанастр.

3.3. Процедура выбора направлений использования шахтного метанастр.

Выводы по третьей главестр.

4. Выбор и оценка предпочтительных вариантов использования шахтного метанастр.

4.1. Анализ эколого-экономической ситуации в Кемеровской областистр.

4.2. Разработка рекомендаций по выбору вариантов использования шахтного метана и их эколого-экономическая оценкастр.

Выводы по четвертой главестр.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Эколого-экономическая оценка и выбор вариантов использования шахтного метана"

Функционирование предприятий угольной промышленности, как правило, сопровождается многосторонним негативным воздействием на окружающую природную среду, масштабы которого непосредственно зависят от объема основного производства и в связи с возможным увеличением объемов добычи угля имеют тенденцию к дальнейшему росту.

По уровню образования и выбросов вредных веществ в атмосферу угольная промышленность является одной из наиболее загрязняющих воздушный бассейн отраслей.

В 1999 году предприятиями угольной промышленности было выброшено в атмосферу 620,8 тыс. т вредных веществ, в том числе 443,5 тыс. т метана, в 2004 г. объем выброшенного в атмосферу метана возрос до 660,7 тыс. т.

Одним из главных направлений снижения отрицательного воздействия угольной промышленности на атмосферный воздух и повышения уровня природопользования является использование шахтного метана, дающее как экологический, так и экономический эффект.

Существующие технологии использования шахтного метана во многом зависят от конкретных горно-геологических условий и характеристик метановоздушной смеси, извлекаемой средствами шахтной дегазации. Поэтому разработка механизма оценки и выбора вариантов использования шахтного метана для различных условий с учетом горно-геологических, экономических, экологических и социальных факторов является актуальной научной задачей.

Цель диссертационной работы заключается в разработке механизма эколого-экономической оценки и выбора вариантов использования шахтного метана.

Идея работа заключается в комплексном учете горно-геологических, технологических, экономических, экологических и социальных факторов, а также региональных экологического и социального эффектов при выборе вариантов использования шахтного метана.

Объектом исследования являются действующие угольные шахты, применяющие дегазацию угольных пластов, и воздушные бассейны районов угледобычи, подвергающиеся влиянию выбросов метана. Предметом исследования являются эколого-экономические взаимосвязи, обуславливающие принятие решений по выбору вариантов использования угольного метана, извлекаемого средствами шахтной дегазации. Лично соискателю принадлежат следующие научные положения:

1. Формирование методического подхода к выбору наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана базируется на основе факторного анализа, позволяющего при выборе вариантов использования шахтного метана учесть степень влияния каждого фактора.

2. Оценку вариантов использования шахтного метана следует проводить на основе разработанной экономико-математической модели с целевой функцией минимизации затрат, определяющейся как отношение эффекта от производственной деятельности шахты, с учетом реализации мероприятий по использованию шахтного метана, к затратам, возникающим на предприятии в результате реализации мероприятий по его использованию.

3. Выявление вариантов использования шахтного метана следует осуществлять на базе разработанного механизма, позволяющего произвести выбор наиболее предпочтительного из них, а также произвести оценку эффективности мероприятий по использованию шахтного метана с учетом всех влияющих факторов и соблюдения горно-технических экологических, экономических и социальных ограничений.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: предложена систематизация факторов, оказывающих влияние на выбор вариантов использования шахтного метана; разработана экономико-математическая модель, позволяющая произвести критериальную оценку вариантов использования шахтного метана с учетом горно-технических, экологических, экономических и социальных ограничений; разработан механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана.

Обоснованность и достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждаются: системным анализом эколого-экономических аспектов угледобычи, научных исследований и практических работ по извлечению и использованию шахтного метана в России и за рубежом; использованием достаточного объема статистического материала, характеризующего эколого-экономические аспекты мероприятий по использованию шахтного метана; корректным применением методов статистического и экономического анализа, экономико-математического моделирования и метода экспертных оценок; положительными результатами экспериментальной апробации разработанного методического подхода к решению поставленной задачи на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района Кузнецкого угольного бассейна.

Научное значение работы заключается в формировании методического подхода к эколого-экономической оценке эффективности вариантов использования шахтного метана, основанного на комплексном учете влияющих факторов.

Практическое значение работы заключается в применении разработанного механизма, позволяющего осуществить выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана на угледобывающем предприятии. Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана реализован на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района

Кузнецкого угольного бассейна при обосновании программы по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на семинарах кафедры «Экономика природопользования» Московского государственного горного университета (2004 - 2006 гг.), симпозиумах «Неделя горняка - 2005», «Неделя горняка - 2006».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано четыре статьи, отражающие основные положения диссертации.

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", Сухоченков, Антон Сергеевич

Основные результаты работы, научные и практические выводы и рекомендации, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. Системный анализ научных и практических работ по извлечению и использованию шахтного метана в России и за рубежом позволил сделать вывод о необходимости разработки эколого-экономического механизма выбора наиболее предпочтительного варианта использования метана, извлекаемого средствами шахтной дегазации.

2. Выявлены, систематизированы горно-геологические, технологические, экономические, экологические и социальные факторы, а также произведена оценка их влияния на выбор вариантов использования шахтного метана.

3. Для эколого-экономической оценки вариантов использования шахтного метана разработана экономико-математическая модель с целевой функцией, представленной в виде отношения эффектов к затратам, возникающих в результате реализации мероприятий по использованию шахтного метана, с учетом фактора времени.

4. Разработан механизм, позволяющий осуществить выбор наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана, а также произвести оценку эффективности мероприятий по использованию шахтного метана с учетом всех влияющих факторов и соблюдения горно-технических, экологических, экономических и социальных ограничений.

5. Разработанный механизм выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана был использован на ООО «Шахта им. Ворошилова» Прокопьевского района Кузнецкого угольного бассейна при обосновании программы по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу. В результате проведенных расчетов определено, что наиболее предпочтительным вариантом использования шахтного метана для выбранного объекта реализации является использование его в качестве дополнительного топлива для котельной.

6. Реализация мероприятий по недопущению выбросов метана в атмосферу и использованию каптируемого газа в качестве дополнительного топлива для шахтной котельной обеспечивает уменьшение объемов выбросов метана на 2958,77 т/год и, соответственно, снижение величины платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на 293,5 тыс. руб./год. В то же время реализация мероприятий по использованию шахтного метана позволяет снизить расход угля, который предприятие приобретает на стороне и сжигает в котлах на шахте, на 16%, что при цене на угольное топливо 640 руб./т сокращает затраты, связанные с выработкой тепла, на 74,6 тыс. руб./год. Суммарный годовой экономический эффект от реализации мероприятий по использованию шахтного метана составляет 454,7 руб./год.

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке механизма оценки и выбора наиболее предпочтительного варианта использования шахтного метана, позволяющего поэтапно, с учетом многообразия факторов, в значительной степени оказывающих влияние на выбор вариантов использования метана, принимать обоснованные решения по выбору вариантов утилизации газа, извлекаемого средствами шахтной дегазации и газоотсоса.