Эколого-экономическое обоснование выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономическое обоснование выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами"

На правах рукописи

.ШЦ/

ЧИСТЯКОВ Владимир Николаевич

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ И ОТВЕРЖДЕННЫМИ РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

3 МАЯ Ш

Москва 2012

005015992

005015992

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный

университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Маслов Михаил Владимирович, профессор кафедры «Экономика природопользования» ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Иватанова Наталья Петровна, доктор экономических наук, профессор кафедры «Мировая экономика» ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» кандидат экономических наук Ворожейкина Наталья Вячеславовна, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности и гражданская оборона» ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

Ведущая организация - ОАО «ВНИПИпромтехнологии» (г. Москва)

Защита состоится 18 мая 2012 года в 11 часов 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 18 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор экономических наук, доц.

А.В. Мясков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В результате развития ядерной энергетики в России накоплены значительные объемы радиоактивных отходов (РАО), которые размещены в пунктах временного хранения (хранилищах) в жидком, твердом или отвержденном виде.

Радиоактивные отходы являются источником ионизирующего излучения, воздействие которого на людей и экосистемы влечет за собой необратимые изменения и зачастую гибель живых существ. Особенностью радиоактивного загрязнения также является крайне высокая сложность ликвидации последствий и сохранение негативного воздействия на окружающую природную среду на протяженный период времени.

Очевидно, что временное хранение РАО может быть эффективной мерой решения проблемы накопления только для отходов, содержащих короткоживущие радионуклиды, которые могут быть через сравнительно короткий срок выведены из-под радиационного контроля. Однако, учитывая срок сохранения потенциальной опасности большинства видов РАО, единственно разумным методом обращения с РАО является окончательная изоляция с оборудованием многобарьерной защиты.

Необходимость создания системы объектов окончательной изоляции РАО в Российской Федерации обосновывается принятием Федерального закона Российской Федерации от 11 июля 2011 г. N 190-ФЗ "Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации", предполагающего ввод в эксплуатацию сети могильников с размещением в них основных видов отходов, представляющих наибольшую экологическую и радиационную опасность.

Следует отметить, что к окончательной изоляции, возможно, принять только твердые радиоактивные отходы, все остальные отходы следует привести к состоянию отверждения, что делает вопросы обращения именно с твердыми и отвержденными отходами особенно актуальными.

Для обеспечения обращения с радиоактивными отходами и их окончательной изоляции они должны пройти ряд этапов направленных на их кондиционирование, упаковку и транспортировку до места окончательной изоляции. За годы существования атомной промышлености в СССР и современной России было предложено множество вариантов обращения с различными группами отходов. Эти варианты отличались как стоимостью проведения, так и характеристиками РАО для которых они были предложены. Так большинство из ныне применяемых технологий обращения с РАО направлены только на один вид отходов, и будут малоэффективны или вовсе неприемлемы для любых других видов радиоактивных отходов. Кроме этого следует отметить высокую стоимость проведения операций по обращению с РАО обусловленную необходимостью защиты персонала и населения от воздействия ионизирующего излучения.

Отдельного внимания требует тот факт, что в результате выполнения тех или иных операций по обращению с РАО их характеристики могут изменяться, что может значительно удорожить дальнейшее обращение. Это делает комплексную оценку всей системы обращения с РАО, начиная подготовкой и заканчивая непосредственно окончательной изоляцией особенно актуальной.

В то же время вопросы комплексной эколого-экономической оценки (обоснования) всей цепочки вариантов обращения с РАО не получили достаточного внимания.

Таким образом, совершенствование методических подходов к эколого-экономическому обоснованию выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами на основе учета влияния экологических, экономических, социальных и технологических взаимосвязей является актуальной научной задачей.

Цель работы состоит в разработке механизма эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами, позволяющего определить схему обращения с наименьшими эколого-экономическими издержками.

2

Основная идея работы заключается в применении при эколого-экономическом обосновании выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами подхода, на основе на оценки полных эколого-экономических издержек, позволяющего учитывать взаимосвязь этапов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами.

Объект исследования - окружающая среда, хозяйствующие субъекты и население испытывающие негативное воздействие от твердых и отвержденных радиоактивных отходов, подлежащих окончательной изоляции.

Предмет исследований - экологические, экономические, социальные и технологические взаимосвязи, характеризующие деятельность по окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, а также негативное воздействие на природную среду, хозяйствующие субъекты и население.

Научные положения, выносимые на защиту:

- эколого-экономическое обоснование выбора варианта обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами необходимо осуществлять на основе подхода, учитывающего качественную и количественную взаимосвязь эколого-экономических параметров этапов подготовки полной цепочки обращения с радиоактивными отходами - от образования до окончательной изоляции;

- выбор и обоснование вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами следует проводить на основе разработанной экономико-математической модели с целевой функцией минимизации эколого-экономических издержек связанных с обращением и окончательной изоляцией твердых радиоактивных отходов;

- оценку эколого-экономических издержек целесообразно проводить на основе комплексного учета негативного воздействия твердых и отвержденных радиоактивных отходов на окружающую среду, население, производственно-хозяйственную деятельность и затрат на обеспечение безопасности, выполнение операций по обращению и связанных с выводом в результате окончательной изоляции земель из обращения.

Научная новизна работы заключается в создании нового методического подхода к эколого-экономическому обоснованию вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами, включающего:

- разработку нового подхода к оценке затрат на предотвращение ущерба с учетом воздействий, связанных с выводом из эксплуатации земель;

- экономико-математическую модель оценки вариантов подготовки и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, в качестве целевой функции которой принята минимизация эколого-экономических издержек на обращение и окончательную изоляцию радиоактивных отходов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

корректной постановкой задачи исследования и использованием современных методов научного обобщения, экономико-статистического анализа и экономико-математического моделирования;

достаточным объемом собранных и обработанных данных, отражающих отечественный и зарубежный опыт подготовки и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, а также оценки эффективности применяемых в области обращения и окончательной изоляции радиоактивных отходов технологических решений.

Научное значение работы заключается в выявлении экологических, экономических и технологических взаимосвязей между характеристиками твердых и отвержденных радиоактивных отходов и величиной эколого-экономических издержек на обращение и окончательную изоляцию.

Практическое значение заключается в возможности применения разработанного механизма для эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами на основе определения величины эколого-экономических издержек.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанный механизм эколого-экономической оценки вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами использован в открытом акционерном обществе

4

«Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» («ВНИИХТ») при расчетно-эксперимеитальном обосновании условий окончательного удаления радиоактивных отходов и разработке перспективных обеспечивающих технологий.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на международных научных конференциях «Неделя Горняка» (МГГУ, 2010, 2011 гг.), конференции молодых ученых и специалистов «Радуга, 2011» (ГУП МосНПО «Радон» 2011 г.), научных семинарах кафедры «Экономика природопользования» ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

Публикации. Основное содержание работы отражено в 7 печатных статьях, из которых 4 опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 28 рисунков и 23 таблицы, список литературы из 93 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Использование атомной энергии и современных радиационных технологий порождает значительное увеличение объемов радиоактивных отходов (РАО). В настоящее время принята Концепция по обращению с РАО, основополагающим принципом которой является окончательная изоляция отходов. Среди всей массы РАО особое внимание должно уделяться именно твердым и отвержденным отходам (ТРО) по причине большого разнообразия их типов, а также как накопленного, так и ежегодно образующегося большого их количества. Обращение с такими отходами требует их надежной изоляции с целью предотвращения вредного воздействия на человека и окружающую природную среду. При обосновании вариантов обращения с ТРО необходимо принимать во внимание не только и не столько экономические характеристики процессов, сколько экологическую составляющую обращения с ТРО, их воздействие на природную среду и население.

Анализ научных работ в области обращения и захоронения РАО показал, что имеются различные концепции, в которых представлены частные подходы, затрагивавшие какую-либо отдельную сторону рассматриваемой проблемы, будь то подготовка, транспортировка или непосредственно окончательная изоляция ТРО. Вместе с тем до настоящего времени не уделялось достаточного внимания формированию общих принципов функционирования этапов обращения с ТРО, изучению системы взаимосвязей между этапами. В работах Гупало Т.А., Лобанова Н.В., Лопатина В.В., Камнева E.H., Турлак Е.А., Шипщца И.Ю. и многих других ученых рассматривались вопросы эколого-экономической оценки отдельных этапов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами, а именно: кондиционирования, подготовки, транспортировки, контейнеризации и т.д. В тоже время вопросы комплексной оценки не получили достаточного внимания.

Из ученых, внесших значительный вклад в развитие теории экономики природопользования горной промышленности, следует отметить Иватанову Н.П., Коваля В.Т., Маслова М.В., Петрова И.В. Попова С.М., Тихомирова Н.П., Умнова В.А., Харченко В.А., Ястребинского М.А. и др.

В связи с этим особенно актуальной является разработка современного механизма эколого-экономической оценки выбора оптимальных вариантов обращения с РАО, который позволит оценить наиболее целесообразные с позиции экономики природопользования цепочки обращения с ними.

Основными задачами исследования являются:

создание нового методического подхода к эколого-экономическому обоснованию окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов;

систематизация вариантов подготовки и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов;

разработка нового подхода к оценке затрат на предотвращение ущерба с учетом воздействий связанных с выводом из эксплуатации земель;

создание экономико-математическая модель оценки вариантов подготовки и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, в качестве целевой функции которой принята минимизация эколого-экономических издержек на обращение и окончательную изоляцию радиоактивных отходов;

разработка механизма эколого-экономического обоснования вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами

В рамках диссертационной работы рассмотрены основные этапы обращения с ТРО, проведена систематизация технологических решений по обращению с ТРО и определены эколого-экономические параметры современных технологий. Предложен интегральный критерий оценки рассматриваемых вариантов, создана экономико-математическая модель и разработан механизм эколого-экономического обоснования выбора варианта обращения и окончательной изоляции ТРО.

В общем виде схема обращения с ТРО представлена на рис 1. Для выбора наилучшего варианта подготовки и окончательной изоляции ТРО необходимо комплексно рассматривать все этапы обращения с ними, учитывая возникающие в процессе обращения взаимосвязи.

Классификация различных видов ТРО в настоящее время в России установлена главным образом по их активности. Однако существуют и другие альтернативные классификации ТРО: так, отходы могут подразделяться по типу ионизирующего излучения, степени горючести и другим показателям.

Принципиальная схема способов окончательной изоляции ТРО различных типов, в зависимости от их укрупненного радионуклидного состава, показана на рис 2. При этом типы отходов обозначены через три основные группы удельной активности: I группа - «долгоживущие» среднеактивные отходы (ДСАО), долгоживущие высокоактивные отходы (ДВАО) и высокоактивные отходы (ВАО), II группа - «короткоживущие» высокоактивные отходы (КВАО) и среднеактивные отходы (CAO), Ш группа - низкоактивные отходы (НАО) и «короткоживущие» (КСАО). Рассматриваемые группы отходов требуют

различной глубины и, соответственно, способа и технологий окончательной изоляции.

Глубина окончательной изоляции тех или иных видов ТРО обусловливается необходимостью обеспечить нераспространение радиоактивного загрязнения на весь период сохранения радиационной опасности.

Выбор способа захоронения, таким образом, определяется исходя из активности, агрегатного состояния и радионуклидного состава ТРО.

В рамках множества работ путем теоретических и практических исследований были определены глубины, при изоляции на которые будет обеспечиваться нераспространение радиоактивного загрязнения и не будут нарушаться биосистемы:

твердые и отвержденные низкоактивные отходы и короткоживущие

Низкоактивные радиоактивные отходы (НАО)

Среднеактивные

(САО) й короткоживущие высокоактивные

(КВАО) радиоактивные отходы

______

Окончательная изоляция в>л

приповерхност^й-Област^..'3"

—------

100

150 200

------------\\ 250

Окончатёлвная изаяяций-в..

заглубленных >-'•

„О-Огиг—7^-'300

Долгоживущие среднеактивные

(ДСАО) и высокоактивные радиоактивные отходы (ВАО)

350

400

450

500 550

ОкончатёЛБиая-изодАций-а600 глубоких геологических __.формациях"^/

..... " ЬЬи

Приповерхностный объект окончательной изоляции (О. О. И.)

/Массив горных пород

'. Окончательная изоляция в заглубленных О. О. И. шахтного типа

Окончательная изоляция в скважинах глубокого заложения

700

глубина, м

Рисунок 2. Принципиальная схема окончательной изоляции РАО.

среднеактивные отходы - на приповерхностное захоронение, с подтверждением экологической безопасности в проекте приповерхностного объекта окончательной изоляции РАО;

твердые и отвержденные высокоактивные отходы и среднеактивные отходы, с высоким удельным тепловыделением, не содержащие долгоживущие радионуклиды - длительное хранение с вентиляцией и последующим захоронением;

твердые и отвержденные долгоживущие высокоактивные отходы и долгоживущие среднеактивные отходы, содержащие долгоживущие радионуклиды - на глубокое подземное захоронение.

Для целей эколого-экономической оценки необходимо систематизировать все возможные способы обращения и окончательной изоляции с позиций стоимости их проведения и экологического эффекта получаемого в результате. Также необходимо оценить технологическую возможность проведения того или иного этапа во взаимосвязи с другими и рассмотреть результирующие показатели.

Проведенный анализ позволил произвести систематизацию и сформировать варианты обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами в рамках процесса подготовка-окончательная изоляция, в зависимости от исходного состояния отходов и применяемых технологий.

Систематизация проводилась по следующим параметрам:

1. Тип начальных ТРО (горючие, прессуемые, дезактивируемые и т.д.)

2. Технологии подготовки соответствующие типам ТРО с учетом стоимости их проведения и получаемого экологического эффекта (изменение объема, удельной активности, скорости миграции нуклидов и т.д.)

3. Способы контейнеризации соответствующие типам подготовленных ТРО с учетом стоимости контейнеризации и экологического эффекта (экранируемое излучение, необходимость дистанционного обращения, потребность в биологической защите и т.д.)

4. Способы транспортирования ТРО в зависимости от типа используемого контейнера с учетом стоимости и необходимого расстояния транспортировки, в зависимости от характеристик транспортируемых ТРО и расстояния до удовлетворяющего требованиям объекта окончательной изоляции.

5. Варианты окончательной изоляции ТРО в зависимости от характеристик захораниваемых ТРО, с учетом стоимости окончательной изоляции (глубина захоронения, необходимость дистанционного обращения и т.д.) и

экологического эффекта (максимальная изолируемая активность, срок гарантированного не распространения загрязнения и т.д.).

Проведенная систематизация позволяет выделить возможные варианты цепочек обращения для проведения дальнейших оценок эколого-экономических параметров проводимых по схемам обращения с ТРО, учитывающим максимально возможную изолируемую дозу, размер санитарно-защитной зоны (ССЗ), требования к геологическим параметрам площадок для размещения могильников, возможности комбинирования методов обращения с РАО и др.

Каждый из рассмотренных технологических переделов несет за собой изменение свойств отходов, что, в свою очередь, сказывается на возможности проведения того или иного последующего шага, а также влияет на величину затрат в каждой последующей операции. Так, операции, направленные на компактирование и снижение объема ТРО, приведут к неизбежному повышению удельной активности, что, в свою очередь, увеличит негативное воздействие отходов на окружающую среду, хозяйственную деятельность и население. Помимо этого операции с более активными отходами будут неизбежно более затратными, чем операции с отходами меньшей активности. В то же время исключение операций по компактированию приведет к увеличению затрат на этапах обращения и окончательной изоляции за счет роста конечного объема ТРО, а также величины ущерба, связанного с выводом земель объекта окончательной изоляции из эксплуатации.

Оценка потенциального эколого-экономического ущерба должна быть основана на рекомендациях МАГАТЭ (Genetic intervention levels for protection the public in the event of a nuclear accident or radiological emergency (International report for comment) IAEA-TECDOC-A. IAEA, 1993). При принятии решения о способе подготовки и окончательной изоляции ТРО основными критериями должны стать критерии эколого-экономического характера, а именно минимизация негативного влияния тех или иных действий на окружающую среду, производственно-хозяйственную деятельность и население.

Для эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с ТРО необходимо использовать интегральный критерий эколого-зкономической оценки рассматриваемых вариантов обращения и окончательной изоляции ТРО, позволяющий наиболее полно учесть влияние на окружающую природную среду, производственно-хозяйственную деятельность и население. В диссертации предлагается в качестве критерия эколого-экономического обоснования обращения и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов принимать величину эколого-экономических издержек на обращение и окончательную изоляцию ТРО.

При формировании интегрального критерия выбора и обоснования вариантов обращения и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов в диссертации учитывался потенциальный экологический ущерб окружающей природной среде, величина затрат на обращение и обеспечение окончательной изоляции ТРО, а также негативное воздействие на здоровье населения и ограничения на производственно-хозяйственную деятельность. Так окончательная изоляция в глубоких геологических формациях обеспечивает наибольшую безопасность и позволяет изолировать наиболее опасные и активные категории отходов. В то же время это самый дорогостоящий метод. Но зачастую нет необходимости изолировать отходы в глубоких геологических формациях, так как уровень их активности на срок сохранения ими опасности может быть изолирован и более дешевыми методами.

Эколого-экономические издержки в стоимостном выражении характеризуют экономические оценки потенциально возможного ущерба в случае исключения мероприятий, направленных на окончательную изоляцию ТРО, будь то невмешательство или долгосрочное хранение, затраты на подготовку и окончательную изоляцию, а также величина ущерба, связанного с выводом земель объекта окончательной изоляции из эксплуатации.

Таким образом, интегральным эколого-экономическим критерием, позволяющим наиболее полно учитывать воздействие на окружающую природную среду, производственно-хозяйственную деятельность и население при

12

обосновании выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами, предложено считать эколого-экономические издержки т.е. сумму всех издержек и ущербов (ИЖ0.3) связанных с обращением и окончательной изоляцией ТРО:

~ У:>,и.> (1)

где: У„ - дисконтированный потенциально возможный эколого-экономический ущерб, связанный с не проведением окончательной изоляции ТРО, руб.;

* _ \

У.=

, (^„.•п/.лг.Р^+^.и+^-п/.яг.к^.А^.к^+З^.п

У-'-+

Г (1+е)'

, ЕСЧиг-п^.я-.ч^.Р^+^СУ^.п/.л-.^ .Ри v+?J ^ (i^

Щп

(2)

где: > —-—;—=- (3)

V (1+е) ' '

- суммарная дисконтированная стоимость земель подвергающихся загрязнению радионуклидами, Ум«— скорость миграции нуклидов, м/год; п- период временного хранения ТРО до момента начала подготовки их к окончательной изоляции, год; Р*« — средняя стоимость земли в рассматриваемом регионе, руб/м2;

Пг - величина годовой прибыли к-того предприятия пострадавшего в результате загрязнения; кис - средняя плотность населения на загрязненной территории; А™ -средняя индивидуальная доза, полученная в результате загрязнения, Зв; ккп -коэффициент, учитывающий ущерб здоровью человека на ед. коллективной дозы, /

руб/чел*зв; S (Чшг • п)2. л". q^,. Рр

peel (4)

1

- величина, учитывающая стоимость утраченных в результате загрязнения

ресурсов, где Чрес' - среднее количество 1-того ресурса утраченного в результате

р

загрязнения на единицу площади региона, ед. изм.; <"d - стоимость 1-того

13

- стоимость утраченного в результате загрязнения движимого и недвижимого

имущества физических и юридических лиц, где Чпу» - среднее количество т-того вида имущества, утраченного в результате загрязнения на единицу площади

хранение радиоактивных отходов в год, в эту статью входят все затраты на создание, поддержание, эксплуатацию и утилизацию хранилищ для ТРО - так называемое «отложенное решение», руб; Г- срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; е - ставка дисконтирования.

Зовр - сумма приведенных затрат на обращение с ТРО на каждом этапе, а также создание и эксплуатацию объекта окончательной изоляции, руб.

Зобр = Зп + Зк + Зт + Зол. 5 (6)

где:; Зп - приведенные затраты на подготовку ТРО к окончательной изоляции по типам ТРО и применяемым технологиям:

где: / - срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; б' - количество ТРО ¡-то типа, подлежащего подготовке и кондиционированию, м3; Р>- стоимость подготовки и кондиционирования ТРО /-

Зк - приведенные затраты на контейнеризацию подготовленных к окончательной изоляции ТРО по типам и применяемым технологиям и методам контейнеризации:

Р Ч

региона, шт., т» - стоимость т-того вида имущества, руб/шт.; - затраты на

(V

того типа, руб/м3

где: t - срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; б'у - объем подлежащих контейнеризации твердых и отвержденных отходов

/-то типа подготовленных, ¡'-ой технологией, м3; Р' 1 - стоимость контейнеризации ТРО 7-го типа, подготовленных по /-ой технологии, руб/м3;

Зг- приведенные затраты на транспортировку подготовленных к окончательной изоляции и контейнеризированных ТРО по типам ТРО и применяемым методам транспортировки:

t к

^^ (1 + е)* > (?)

где: / - срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; (Ук - объем подлежащих транспортировке ТРО ¿-го типа подготовленных /-ой технологией и контейнеризированных по методу м3; Р'1 ь- стоимость транспортировки ТРО ¿-того типа, подготовленных /-ой технологией и контейнеризированных по методуруб/м3*км; г". - расстояние транспортировки ТРО к-го типа, подготовленных /-ой технологией и контейнеризированных по методукм;

Зои. - приведенные затраты на окончательную изоляцию подготовленных к окончательной изоляции и контейнеризированных ТРО по типам ТРО и применяемым способам, методам и технологиям окончательной изоляции:

(1+е)1 • О»)

где: / - срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; 2"* - подлежащий окончательной изоляции объем ТРО 1-го типа подготовленных /-ой технологией, контейнеризированных по методу у и транспортированных способом к, м3; Р''\- стоимость окончательной изоляции ТРО /-го типа, подготовленных /-ой технологией, контейнеризированных по методуу и транспортированных способом к, руб/м3;

У ом. - приведённый эколого-экономический ущерб от создания объекта окончательной изоляции (стоимость создания, эксплуатации а также затраты связанные с выводом земель из эксплуатации), руб.

Уол. - эколого-экономический ущерб, связанный с созданием объекта окончательной изоляции:

у =У

* О.И / /

_ р У

( Ржи't "Ь^^Пе ^t ~\~^^ОресХо.я., ' РресХ.

_М___, р

"Т" ЛГуп

(1+еУ

утр* им о.и.

(П)

где: I - срок выполнения операций по обращению и окончательной изоляции ТРО, лет; Эзоп..«- площадь земли, выведенная из эксплуатации для размещения объекта окончательной изоляции, м2;Л.«- средняя стоимость земельного участка в регионе, руб/м2*год; Ш - величина годовой прибыли Е-того предприятия, деятельность которого прекращена по причине создания объекта окончательной изоляции, руб; - количество ресурса X, утраченного в результате создания

объекта окончательной изоляции, ед. изм.; Ррссх- стоимость ресурса X, руб/ед. изм.; Рут?.«**.*. - стоимость утраченного в результате создания объекта окончательной изоляции движимого и недвижимого имущества физических и юридических лиц, руб.

На основе интегрального критерия предлагается осуществить оценку и выбор оптимальной схемы подготовки, контейнеризации, транспортировки и окончательной изоляции всех типов ТРО.

С целью определения величины эколого-экономических издержек и выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами. В работе сформирована экономико-математическая модель позволяющая оценить отобранные с помощью систематизации технологические цепочки обращения и окончательной изоляции твердых и отвержденных • радиоактивных отходов с позиции предложенного интегрального критерия. Последовательная оценка показателей эколого-экономических издержек проведения комплекса

взаимосвязанных операций по обращению и окончательной изоляции ТРО является ключевым элементом разрабатываемого механизма выбора оптимальных вариантов обращения с ТРО.

Целевая функция имеет следующий вид:

F(x)=

(1+e)'

(1+еУ

P- . t + Yfl . I + Ppetíc

(l+ey

+Л,

(12)

Определены следующие ограничения: объем исходных РАО должен быть направлен на окончательную изоляцию; коллективные дозы населения и персонала не должны превышать нормативов, установленных нормативными документами в области обращения и окончательной изоляции РАО; фактические выбросы и сбросы загрязняющих веществ не должны превышать значений, ограниченных нормативами.

Предложенная экономико-математическая модель реализуется при следующих ограничениях:

А < К

кол — npeáaxm.)iopM

•Que,, (13)

Чзагр ~ Язагр.норм. (14)

где Коя . коллективная доза, полученная населением и персоналом в

результате деятельности, направленной на обращение и окончательную изоляцию ТРО

Таким образом, на основе сформированного экологически, экономически и

технологически допустимого множества вариантов и разработанной экономико-

математической модели с целевой функцией минимизации величины эколого-

экономических издержек и заданными ограничениями сформирован механизм

эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с твердыми и

17

отвержденными радиоактивными отходами. Данный механизм позволяет определить оптимальный набор вариантов взаимосвязанных технических решений, направленных на подготовку и последующую окончательную изоляцию твердых и отвержденных радиоактивных отходов с целью обеспечения экологической безопасности окружающей природной среды и населения, а также возможности производственно-хозяйственной деятельности. Блок-схема реализации механизма представлена на рис.3.

В качестве объекта апробации результатов исследования выбрано открытое акционерное общество «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» («ВНИИХТ»).

Был проведен анализ альтернативных технологий, направленных на отверждение (иммобилизацию) растворов высокоактивных отходов с целью их последующей окончательной изоляции. Так как нормативно-правовая база обращения с РАО предполагает обязательную окончательную изоляцию радиоактивных отходов, в рамках работы не проводилось уточнённой оценки ущерба от исключения мероприятий по обращению с РАО.

С использованием критериев, предложенных в механизме эколого-экономической оценки технических решений и направленных на окончательную изоляцию твердых и отвержденных радиоактивных отходов, был проведен анализ возможных схем обращения с растворами высокоактивных отходов. Анализ позволил выявить семь альтернативных цепочек обращения с растворами высокоактивных отходов, направленных на отверждение, упаковку и последующую окончательную изоляцию полученных ТРО.

Отобранные варианты были оценены с помощью предложенной экономико-математической модели. Эколого-экономические издержки рассчитаны как сумма затрат и ущербов от обращения и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов по рассматриваемым вариантам.

Рисунок 3. Блок-схема реализации механизма эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами.

По результатам моделирования был определен наиболее предпочтительный вариант обращения при условии комбинирования предложенных технологий (таблица 1).

Таблица 1. Сравнительная оценка вариантов обращения с 1 м3 растворов BAO

№ Вариант обращения Приведенные эколого-экономические издержки на обращение с 1 м3 ТРО, тыс. руб

1 втн-ипхт 1726,47

2 втн-свс 3109,17

3 Кальцинация-ИПХТ-Муратоит 3895,10

4 Кальцинация-ИПХГ-Цирконолит 1712,94

5 Кальцинация-ИПХТ-Пирохлор 499,26

6 Кальцинация-ИПХТ-Бритолит 642,09

7 Кальцинация-ИПХТ-Феригранат 1094,39

На основании проведенных исследований выявлено, что наиболее

оптимальным вариантом обращения и окончательной изоляции отверждаемых растворов высокоактивных отходов является метод кальцинации растворов высокоактивных отходов, последующим смешением кальцината и последующем плавлением в индукционном плавителе холодного тигля с получением матрицы пирохлор. Эколого-экономические издержки при этом варианте составят 499,26 тыс. руб на м3. Наименее предпочтительным будет являться вариант обращения и окончательной изоляции растворов высокоактивных отходов с получением матрицы муратоит, эколого-экономические издержки этого метода составят 3895,1 тыс. руб на м3. Таким образом снижение эколого-экономических издержек составит 3395,84 тыс. руб на м3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основании выполненных исследований осуществлено

решение актуальной научно-практической задачи - совершенствования методических подходов к эколого-экономическому обоснованию выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами на основе учета влияния экологических, экономических, социальных и технологических взаимосвязей. Разработан механизм эколого-экономического обоснования выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами.

Основные выводы и рекомендации, по выполненным в диссертации исследованиям заключаются в следующем:

1. Систематизацию множества вариантов технологий направленных на обращение и окончательную изоляцию твердых и отвержденных радиоактивных отходов необходимо осуществлять на основе анализа взаимосвязей этих технологий между собой, оценки изменения характеристик ТРО и их влияния на окончательную изоляцию, а также постулата об обязательной окончательной изоляции ТРО.

2. Обоснован интегральный критерий сравнения возможных способов окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, позволяющий в стоимостном выражении оценить экономический эффект от окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов, как с позиции влияния на окружающую среду и население, так и с позиции влияния на производственно-хозяйственную деятельность.

3. Выбор эколого-экономически обоснованного варианта технологий обращения и окончательной изоляции необходимо проводить на основе разработанной экономико-математической модели с целевой функцией минимизации эколого-экономических издержек на обращение и окончательную изоляцию твердых и отвержденных радиоактивных отходов, принимая во внимание установленные в работе ограничения.

4. Выбор оптимальных технических решений необходимо осуществлять с применением предложенного механизма, предусматривающего выявление взаимосвязей различных технических решений, формирование допустимого множества вариантов окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов.

5. Дано эколого-экономическое обоснование выбора экологически безопасного и экономически наименее затратного варианта обращения и окончательной изоляции твердых и отвержденных радиоактивных отходов.

6. Проведена оценка реализации выбранной оптимальной схемы обращения с отверждаемыми растворами долгоживущих высокоактивных

21

отходов (I тип классификации) в открытом акционерном обществе «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» («ВНИИХТ»). Получение матрицы пирохлор позволит снизить эколого-экономические издержки на 3395,84 тыс. руб на мЗ по сравнению с альтернативным вариантом.

Основные положения диссертации отражены в следующих опубликованных работах:

1. Чистяков В.Н. Анализ этапов по обращению с радиоактивными отходами (РАО)// Сборник научных трудов «Экономика и экология» -М: Mi l У, 2007. -с. 33-36

2. Чистяков В.Н. К оценке затрат на обращение с радиоактивными отходами (РАО)// Сборник научных трудов «Экономика и экология» -М: МГГУ, 2007. -с. 36-39

3. Маслов М.В., Гупало Т.А., Чистяков В.Н. Общие требования к построению математических моделей этапов обращения с радиоактивными отходами// Сборник статей отдельный выпуск Горного информационного аналитического бюллетеня (научно-технического журнала) «Экономика и управление природопользованием» -М: Mi l У, №ОВб. 2007. -С. 36-39

4. Маслов М. В., Гупало B.C., Чистяков В.Н. Построение математических моделей обращения с накопленными радиоактивными отходами в целях оптимизации схем подготовки для окончательной изоляции//Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -М.: 2011.-№3,-С. 381-385

5. Маслов М.В., Гупало Т.А., Чистяков В.Н. Экономическая оценка окончательной изоляции твёрдых радиоактивных отходов в глубоких геологических формациях// Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - М.: 2011. - №10, - С. 152-157

6. Маслов М. В., Гупало B.C., Чистяков В.Н. Исследование схем обращения с накопленными радиоактивными отходами в целях их подготовки для окончательной изоляции// Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - М.: 2012. - №1, - С. 160-164

22

7. Маслов М. В., Гупало B.C., Чистяков В.Н. Экономико-математическая модель выбора вариантов обращения с твердыми и отвержденными радиоактивными отходами.// «Юридические и экономические науки». -Тула: ТулГУ 2012. -С. 286-289

Подписано в печать 18.04.2012 г. Формат 60x90/16

_Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №_

Отдел печати Mi l У, Москва, Ленинский проспект, 6.