Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы ресурсосбережения и оценка состояния окружающей среды в районах функционирования объектов энергетики 8
1.1, Энергоемкость экономики РФ и потенциал экономии топливно-энергетических ресурсов в энергетической отрасли, в сравнении с ведущими странами Запада 8
1. 2. Проблемы снижения выбросов в процессе энергопроизводства 22
Глава 2. Разработка структурной схемы влияния энергосберегающих, экологических и социальных факторов на развитие энергетики 42
2.1. Эколого-экономическая оценка мероприятий, повышающих эффективность использования
энергоресурсов 42
2.1.1. Повышение эффективности использования топливных ресурсов в электроэнергетике как важное направление энергосбережения 42
2.1.2. Проведение мероприятий в эксплутационном обслуживании и управлении текущими режимами электросетей как организационное направление энергосбережения 51
2.2. Рассмотрение деятельности энергообъединения с целью информационного обеспечения структурной схемы учета экологических и энергосберегающих факторов (на примере Ростовской области) 61
2.2. L. Анализ обеспеченности региона собственными энергоресурсами 61
2.2.2.. Анализ структуры потребления электро- и теплоэнергии в регионе 68
2.2.3. Анализ экологической обстановки в регионе 74
2.3. Разработка структурной схемы влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики 78
Глава 3. Методические положения определения экономической оценки потенциала энергосбережения применительно к электроэнергетической отрасли 87
3.1. Эколого-жономическая оценка потенциала энергосбережения с учетом социального фактора 87
3,2. Оценка воздействия добычи топливно-энергетических ресурсов на окружающую среду 97
3.3. Расчет потенциала энергосбережения для Ростовской области и обоснование на перспективу приоритетных направлений энергосбережения, направленных на повышение эффективности работы энергообъединения и сохранение окружающей среды 106
Заключение 117
Список использованной литературы 121
- Энергоемкость экономики РФ и потенциал экономии топливно-энергетических ресурсов в энергетической отрасли, в сравнении с ведущими странами Запада
- Повышение эффективности использования топливных ресурсов в электроэнергетике как важное направление энергосбережения
- Разработка структурной схемы влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики
- Оценка воздействия добычи топливно-энергетических ресурсов на окружающую среду
Введение к работе
Актуальность, исследования
Актуальность исследования обусловлена значительным объемом нерационально-используемых энергоресурсов, высокой энергоемкостью промышленной продукции, а также неудовлетворительным состоянием качества окружающей среды в России. Энергоемкость промышленной продукции в России в 2-3 раза выше, чем в развитых странах с рыночной экономикой. Большой объем выбросов в атмосферу и сбросов загрязнителей в водные объекты вследствие работы промышленных предприятий, в т.ч. предприятий электроэнергетической отрасли (28% от общего объема промышленного загрязнения) создает социальную напряженность. Для развития электроэнергетики и других промышленных предприятий целесообразно использовать хотя бы часть потенциала энергосбережения, который составляет в целом по России порядка 460-540 млн. т.у.т., в том числе 100-120 млн, т.у.т сосредоточено в электроэнергетической отрасли промышленности. Будущее экономическое развитие, сопровождающееся ростом объемов производства, не должно приводить к усугублению негативных социальных последствий, которое имеет место в ряде регионов Российской Федерации. Поэтому в данной работе сделан акцент на выявлении направлений наиболее нерационального ресурсоиспользования с учетом экологических и социальных факторов.
Внедрение энергосберегающих мероприятий и технологий необходимо в первую очередь проводить в тех регионах и на тех предприятиях, где наблюдается дефицит энергоресурсов, высокий уровень концентрации крупных промышленных потребителей и неблагоприятная экологическая обстановка.
К таким регионам, в частности, относится Ростовская область. В суммарном объеме промышленного производства в области в 1998 г. 24,7% приходилось на электроэнергетику и 19,4% - на машиностроение и металлобработку. По обеспеченности собственными энергоресурсами регион является дефицитным, в частности дефицит электроэнергии в 1990 г. составлял 4,5 млрд. кВт.ч, в 1998 г. - 2,0 млрд, кВт.ч. Самым крупным производителем электроэнергии в Ростовской области является Новочеркасекая ГРЭС, которая характеризуется максимальными объемами выбросов в атмосферный воздух среди электростанций не только региона, но и России в целом. Негативные последствия низкого качества атмосферного воздуха в Ростовской облает»
!
иллюстрируются ростом на 20-50% заболеваемости органов дыхания у городского населения за 1990-1998 г.
Внедрение энергосберегающих мероприятий и технологий в Ростовской области позволит в значительной степени восполнить недостающую потребность в энергоресурсах и улучшить социально-экологическую обстановку в данном регионе. От степени решенности проблем ресурсосбережения на уровне отдельной отрасли, региона, а также предприятия будет зависеть экологическая и социальная обстановка в России в целом.
Анализ научных публикаций показал недостаточность исследований и расчетов по комплексной оценке влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики, и вышеназванные проблемы продолжают оставаться нерешенными. Поэтому тема диссертации «Экономическая оценка влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики Российской Федерации (на примере электроэнергетики Ростовской области) является весьма актуальной и своевременной.
Целью работы является экономическая оценка влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики на уровне отдельной отрасли, региона, а также предприятия.
В соответствии с поставленной целью были определены c/iej^K)^Hejta^4H:
оценка проблем ресурсосбережения и сохранения качества окружающей природной среды в энергетической отрасли России и выявление негативных социальных последствий деятельности энергопроизводящих предприятий; анализ основных энергосберегающих мероприятий и технологий, применение которых позволит повысить эффективность работы энергопроизводящих предприятий и снизить нагрузку на окружающую среду;
экономическая оценка возможного потенциала экономии энергоресурсов с учетом снижения негативных социально-экологических последствий. Объектом исследования является деятельность энергопроизводящих и энергопотребляющих предприятий и ее социально-экологические последствия,
Предмет исследования составляет влияние энергосберегающих и социально-экологических факторов на развитие энергетики.
Теоретической и методологической основой диссертационной работы являются труды ведущих отечественных и зарубежных ученых по проблемам эффективности использования энергетических ресурсов, энергосбережения, охраны окружающей среды (Воскобойников Д.М., Данмлов-Данильян В.И,, Макаров А, А., и др.). Работа основывалась на Законах РФ, Указах Президента РФ, Постановлениях Правительства РФ, методических и1 нормативных документах. В качестве информационной базы использовались
статистические и аналитические материалы Правительства России, Госкомстата РФ, Минэкономики РФ.
На защиту выносятся следующие основные положения:
проведение количественной оценки воздействия энергопроизводящих предприятий на окружающую среду с выделением негативных аспектов деятельности энергопроизводителей на здоровье человека;
определение приоритетных направлений энергосбережения на основании выбора объектов, характеризующихся высоким уровнем непроизводительных расходов ТЭР и вредным воздействием на здоровье человека вследствие выбросов загрязнителей;
выбор малозатратных энергосберегающих мероприятий и технологий, применение которых призвано обеспечить повышение эффективности работы энергопроизводителей при сохранении качества окружающей среды;
конкретизация методических положений по учету влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики при экономической оценке потенциала энергосбережения.
Шу^^--ШШ?ДнД исследования состоит в комплексном рассмотрении проблем,
возникающих в системе «человек - окружающая среда - человек» из-за нерационального
ресурсоиспользования и загрязнения природной среды энергопредприятиями и
определении количественных оценок влияния экологических и энергосберегающих
факторов на развитие электроэнергетики с учетом социального фактора. Для оценки
эколого-экономической эффективности мероприятий и технологий сжигания топлива и
получения количественных оценок в работе вводится понятие «эколого-экономический
критерий». Автором конкретизированы методические положения экономической оценки
влияния экологических и энергосберегающих факторов на развитие энергетики на основе
выделения предприятий с наиболее нерациональным расходом ТЭР при учете негативных
последствий их деятельности на здоровье людей. В работе уточнены методические
положения экономической оценки социального фактора - они основаны на расчете ущерба
здоровью людей вследствие увеличения техногенной нагрузки. Предложены
усовершенствованные методики оценки ущерба, наносимого социально-значимым компонентам природной среды в процессе добычи ТЭР. Автором разработана модель экономической оценки потенциала энергосбережения для электроэнергетической отрасли промышленности. Эта модель была апробирована проведением практических расчетов для АО «Ростовэнерго» на основе анализа ресурсопотребления в регионе в период 1990-1998 г. и оценки потребностей в энергоносителях до 2010 г. В работе конкретизированы
методические положения оценки финансовых результате* реализации потенциала энергосбережения по критерию минимизации суммарных затрат.
К важнейшим результатам, полученным лично автором, можно отнести следующие:
- исследованы и конкретизированы проблемы, возникающие при использовании
топливно-энергетических ресурсов в энергопроизводстве и рассмотрено их
влияние на экологическую обстановку в районах функционирования объектов
энергетики;
- оценено воздействие энергетической отрасли на окружающую среду и выявлены
энергопроизводства, оказывающие наиболее негативное влияние на качество
природной среды и здоровье людей;
проведена оценка влияния добычи первичных энергоресурсов на состояние окружающей среды и предложены усовершенствованные методики оценки ущерба, наносимого социально-значимым компонентам природной среды,
разработаны основные направления энергосбережения применительно к повышению эффективности работы энергопроизводящих предприятий и сохранению качества природной среды с учетом эколого-экономнческого критерия;
уточнены методические положения эколого-экономической оценки возможного потенциала энергосбережения для энергопроизводящих предприятий с учетом социального фактора;
уточнены методические положения экономической оценки социального фактора на основе расчета ущерба здоровью людей вследствие увеличения техногенной нагрузки;
определена экономическая эффективность реализации потенциала энергосбережения для сохранения качества атмосферного воздуха и гидроресурсов в энергодефицитном Ростовском регионе.
Практическая значимость работы связана с тем, что планируемое внедрение энергосберегающих мероприятий требует внесения конкретных предложений и рекомендаций, повышающих эффективность работы энергопроизводителей в увязке с социально-экономическими интересами регионов. Количественные оценки, полученные в работе, могут найти практическое применение в регионах при разработке региональных программ по энергосбережению. В частности, полученные в работе количественные оценки влияния энергосберегающих, экологических и социальных факторов на развитие энергетики могут послужить расчетной базой для обоснования нормативов по объемам энергосбережения и предельных уровней развития электроэнергетической отрасли л
перспективе, а также финансовых затрат на возмещение социально-экологических последствий деятельности энергопредприятий. Так, в работе рассмотрены 2 альтернативных варианта нивелирования энергодефицата в Ростовском регионе: ввод новых мощностей ТЭС на природном газе и угле и проведение энергосберегающих мероприятий. Расчеты показывают, что финансовые затраты на внедрение в необход и мом объеме энергосберегающих мероприятий и технологий оказываются в среднем в 3 раза ниже, чем на новое строительство. Рекомендации автора в части экономической оценки чистой прибыли, которую энергообъединение может ежегодно получать в результате внедрения малозатратных энергосберегающих мероприятий, использовались в Ростовской области. Условный годовой экономический эффект от реализации потенциала энергосбережения для АО «Ростовэнерго» может составить в среднем до 15 млн. долларов.
Теоретические выводы н методические положения диссертации могут быть использованы энергопредприятиями в рахчичных регионах Российской Федерации при разработке и практической реализации региональных программ энергосбережения.
Пуйшшшм.- Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в і 4 научных работах общим объемом 2,0 п.л.
СтрУ-КТУ-РЗ іюбртьі. Диссертация состоит из введения, трех глав, включающих 8 разделов, выводов и списка литературы. Содержит 126 стр. печатного текста, включая 20 таблиц, 13 рисунков, список использованной литературы из 123 наименований
Энергоемкость экономики РФ и потенциал экономии топливно-энергетических ресурсов в энергетической отрасли, в сравнении с ведущими странами Запада
Озабоченность ученых всего мира проблемами нерационального использования природных ресурсов и ухудшения экологической обстановки нашли свое отражение еще в моделях Римского клуба, созданного в 1968 г. Наиболее известная модель описана в книге Medouz "Limits to Growths"[2.25] , согласно которой к 2015 г. невозобновляемые ресурсы уменьшаются на 1\3, а уровень загрязнения и связанное с ним ухудшение качества жизни будет в несколько раз выше уровня 1970 г., относительно которого делались расчеты и прогнозы. В роли главного источника загрязнения выступает промышленность, а ресурсоиспользование рассматривается как производная от роста численности населения и уровня развития промышленного производства.
Влияние ресурсопотребления и численности населения на окружающую среду в книге Paul Ehrlich "The Population Explosion" предлагается оценивать по следующей формуле:
Где I - совокупное влияние на окружающую среду; Р - численность населения; А -ресурсопотребление на 1 жителя; Т - воздействие на окружающую среду единицы потребленных ресурсов.
Эта формула позволяет количественно оценивать воздействие на окружающую среду, которое используется в дальнейших исследованиях ученых в рамках Римского клуба.
В телеконференциях, проводимых в Internet (Consumption and Environment - towards increased resource productivity) учеными, продолжающими делать расчеты по моделям Римского клуба, прогнозируется увеличение численности населения Земли до 10 млрд. чел. к середине следующего столетия при росте ресурсопотребления на 70% [3.45]. Таким образом, возможно многократное увеличение совокупного воздействия на окружающую природную среду к 2050 г., что может привести человечество на грань экологической катастрофы.
Согласно информации, опубликованной в Internet [3.45] валовый мировой продукт с начала 20 века до наших дней увеличился в 350 раз. Объем потребления природных ресурсов за этот период возрос в десятки раз. Функционирование системы человек -окружающая среда - человек в современных условиях характеризуется накоплением колоссального количества отходов, выбросов и сбросов, нарушающих экологическое равновесие в этой системе. Однако во всем мире ожидается дальнейшее увеличение объемов производства по всем отраслям, и, следовательно, возрастет как потребность в используемых ресурсах, так и техногенная нагрузка на природную среду. Например, в настоящее время объем душевого энергопотребления составляет 12,4 т.у.т\чел. в США, 8,9 т.у.т\чел. в Финляндии, 6,4 т.у.т\чел. во Франции и 6,2 т.у.т\чел. в России. Дальнейшее развитие энергетики будет сопровождаться увеличением вышеприведенных показателей, особенно в индустриально-развитых странах.
В электроэнергетической отрасли до 2005 г. ожидается прирост установленной мощности во всем мире в размере 665 ГВт, что составляет 22% от общей мощности электростанций на конец 1995 г. (3061 ГВт). Новая установленная мощность распределяется между мировыми экономическими зонами следующим образом: Азия - 387 ГВт (58% от прироста установленной мощности), Россия и страны СНГ - 21 ГВт , страны Европы -75 ГВт, страны Латинской Америки - 56 ГВт, Средний Восток - 41 ГВт, Северная Америка - 56 ГВт. Возрастет также и потребление электроэнергии в мире, которое к 2015 г. достигнет 20 трлн. кВт.ч. К 2015 г. энергоресурсы, необходимые для удовлетворения прогнозируемого спроса на электроэнергию (20 трлн. кВ.ч.) во всем мире распределятся следующим образом (в скобках указаны данные за 1995 г.): уголь - 35,9% (36,8%), природный газ - 22,9% (16,1%), мазут - 9,1 % (9,2%), ядерное топливо - 10,6% (16,6%), возобновляемые источники энергии - 21,5%. [3.42]. Как видно из этих данных, в мировом топливном балансе ведущее положение занимает уголь, относящийся к наиболее проблематичным с точки зрения сохранения качества окружающей среды топливным ресурсам. В России также возможно увеличение доли угля в топливном балансе, т.к. здесь сосредоточено 36% общемировых запасов этого ископаемого топлива.
Наибольший прирост потребления электроэнергии к 2015 г. планируется в Западной Европе (3,8 трлн. кВт.ч против 2,3 трлн. кВт.ч в 1995 г.) и Японии (1385 млрд. кВт.ч против 865 млрд. кВт.ч в 1995 г.). В России ожидается небольшой прирост электропотребления: 2,1 трлн. против 1,5 трлн. кВт.ч в 1995 г. [3.42]. Следует отметить, что по данным международного энергетического агенства средний уровень годового потребления электроэнергии на человека в мире достиг 2245 кВт.ч, причем максимальный его размер отмечается в Норвегии (26205 кВт.ч\чел.) и минимальный - в Чаде (14 кВт.ч\чел.). По другим странам этот показатель также значительно варьирует, что объясняется как уровнем развития народного хозяйства, так и климатическими условиями [3.55].
К интересным результатам пришли исследователи, изучающие взаимосвязь между климатическими условиями, производством Валового Внутреннего продукта (ВВП) и потреблением электроэнергии на душу населения в различных странах мира. Проведенная авторами статистическая обработка вышеотмеченных показателей и их корреляционный анализ обнаруживает, что наибольший уровень развития экономики и благосостояния общества достигнут у тех народов, которые существовали в климатических условиях со среднегодовой температурой 8-12С. Так, по расчетам авторов, максимальные значения на душу населения ВВП и выработки электроэнергии отмечены в индустриально-развитых странах Западной Европы (Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Нидерланды, Франция, Швейцария, Швеция) и Японии, где среднегодовая температура воздуха колеблется в интервале 8-12С, а потребление электроэнергии варьирует от 4050 до 10000 кВт.ч. на человека в год при производстве ВВП надушу населения 71,5-95,6% от ВВП США, который принят за 100%. В США отмечено также максимальное электропотребление - 13800 кВт.ч\чел. Удельный показатель ВВП на душу населения составляет 22,6 тыс.доллЛчел. в США, 21,6 тыс.доллЛчел. во Франции, в России - 4,0 тыс. доллЛчеловека. Уровень душевого электропотребления в России значителен и составляет 5900 кВт.чУчел., но производство ВВП на человека приблизительно в 3-5 раз ниже, чем в индустриально развитых странах (при среднегодовой температуре 3,3С) [3.41], Кроме того, на 1 тысячу долларов социальных услуг в России приходится свыше 20 т.у.т, в то время как во Франции - 0,84 т.у.т\тыс. долл., в Финляндии - 1,78 т.у.т\тыс. долл., в США -4,13 т.у.тУгыс. долларов. [3.6] Поэтому развитие российской экономики должно сопровождаться как улучшением социальных показателей для населения, так и внедрением мероприятий, направленных на создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий и рациональное использование имеющихся природных ресурсов, как это происходит в странах с наибольшим уровнем развития благосостояния общества и значительным душевым энергопотреблением.
Экономическое и культурное равновесие общества должно быть совместимо с сохранением динамического равновесия между окружающей средой и хозяйственной деятельностью человека. Рациональным направлением снижения отрицательного воздействия промышленности на окружающую среду является создание экологически безопасных технологий. В настоящее время производство нельзя сделать полностью безотходным, но в перспективе прогресс в этой области будет зависеть от организации производства, максимально приближенного к "экологически чистым процессам". Так, в США Национальный научный фонд принял грант-программу, направленную на поддержку фундаментальных исследований в различных областях науки и техники по разработке технологий, обеспечивающих создание экологически безвредных производств. В Японии принят проект, основными задачами которого являются: уменьшение расхода энергии и сокращение отходов, управление потоками материалов, создание системы с гармоничным взаимодействием общества и природы. В Германии в рамках общегосударственной программы повышения экологической безопасности промышленных предприятий рассмотрены 35 проектов этой проблемы в 5 новых федеральных землях (в основном они касаются опасных выбросов) [3.38]. Все эти программы направлены, в первую очередь, на совершенствование ресурсосберегающих -и природоохранных технологий, дальнейшее развитие которых позволяет увеличить ресурсопродуктивность на 2-2,5% в год в период 2000-2003 гг. Но применять и совершенствовать ресурсосберегающие и природоохранные технологии необходимо постоянно, чтобы человечество не оказалось на грани экологической и экономической катастрофы. Тогда предполагаемое увеличение численности населения и рост объемов промышленного производства, о которых говорилось выше, не будут сопровождаться тяжелыми социально-экологическими последствиями для населения Земли. В этой связи проведение природоохранных и ресурсосберегающих мероприятий необходимо рассматривать как первоочередную задачу настоящего времени.
Повышение эффективности использования топливных ресурсов в электроэнергетике как важное направление энергосбережения
Мировой опыт учит, что перспективный путь решения экологических проблем в энергетике состоит в оптимальном сочетании эффективных технологий подготовки топлива, его сжигания и методов очистки дымовых газов с применением соответствующих технологий к соответствующим видам ТЭР. Планируемый рост энергопотребления и связанное с ним увеличение ресурсоиспользования на первый план выдвигает задачи поиска путей и методов сокращения расходов ТЭР, запасы которых ограничены во всем мире и в России в частности.
Проблема топливного дефицита в настоящее время является реальной опасностью для российской экономики.
Дефицит топливных ресурсов напрямую связан с надежностью обеспечения потребителей электроэнергией, недопоставки которой приводят к нарушению бесперебойной работы промышленных энергопотребителей и, следовательно, недовыпуску промышленной продукции.
Оценка народногохозяйственного ущерба от дефицита того или иного топливного ресурса проводилась в работе Кононова Ю.Д., Куклина А.Ю. [3.19] на основе межотраслевой имитационной динамической лаговой модели (МИДЛ), максимизирующей фонд непроизводственного потребления за 20-летний период и учитывающей ряд ограничений, в том числе ограничения на инвестиции и экспорт топливных ресурсов. Данная модель представлена ниже.
Где искомые переменные Xi (t) - производство продукции в отрасли в і году t ; Yi(t) -конечное потребление продукции і на непроизводственные нужды; Zi(x) -производственные мощности, вводимые в отрасли в і году х; I(t) - непроизводственные капиталовложения;ІМі и ЗКІ - объемы импорта и экспорта.
Параметры и ограничения: Aij(t) - коэффициент затрат продукции і на производство продукции j; Fij (t,x) - материальные затраты в году t на ввод производственных мощностей в т году; li(t) - трудоемкость продукции -i; ki(t) - капиталоемкость продукции i; Li(t) -ограничения на трудовые ресурсы; у - коэффициент пропорциональности между ростом непроизводственных инвестиций и фондом потребления; X - соотношение импорта и экспорта.
Xi, Xi; Yi, Yi, ЗКі, IMi - ограничения сверху и снизу на производство, потребление, импорт и экспорт. Расчеты по данной модели проводились для оптимистического варианта развития российской экономики, разработанного Минэкономики РФ, характеризующегося следующими показателями: Расчеты показывают, что народнохозяйственный ущерб от длительной нехватки того или иного энергоносителя нелинейно растет с увеличением величины дефицита. В качестве примера автором приводится зависимость снижения макропоказателей от величины дефицита электроэнергии (см. табл. 2.1.1.1.).
Анализ расчетов, приведенных в табл. 2.1.1.1., показывает, что снижение поставок электроэнергии производственной сфере в 2005 г. по сравнению с требуемой по базовому варианту на 1-2% может привести к снижению ВВП на 0,35-1,09%.
Сравнение макроэкономических последствий от снижения на 1% производства и потребления отдельных энергоресурсов демонстрирует, что в максимальной степени народное хозяйство реагирует на дефицит природного газа и угля, в минимальной - на нефтепродукты. Так, дефицит электроэнергии в 2000 г. в размере 1% снижает ВВП на 1,63%. При 1% дефиците топлива в том же году отмечается следующее изменение ВВП: природный газ - снижение ВВП на 3,34%, уголь - снижение ВВП на 3,33%, нефтепродукты - снижение ВВП на 0,58%. Взаимозаменяемость ресурсов в данном случае не учитывалась.
Таким образом, дефицит топливных ресурсов и энергии оказывает значительное влияние на макроэкономические показатели российской экономики.
Поэтому в отношении топливных ресурсов следует руководствоваться принципом Бенджамина Франклина: «waste-not-want-not» (не транжирь - и не будешь нуждаться). Основным направлением в этой области является снижение удельных расходов топлива на 1 кВт.ч производимой электроэнергии за счет обогащения и эффективной переработки топливных ресурсов, повышения их качества, использования передовых технологий сжигания топлива.
Основой электроэнергетики России являются ТЭС, т.к. их доля в общей выработки электроэнергии составляет 68%. В 1998 г. удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию на ТЭС составил 343,4 г\кВт.ч. Сокращение удельных расходов топлива связано прежде всего с применением передовых технологий его сжигания в процессе энергопроизводства, наиболее значимые и эффективные из которых приведены автором данной работы.
Повышение эффективности использования топливных ресурсов на ТЭС связано с применением бинарных ПГУ и ГТУ при строительстве новьгх электростанций на природном газе и реконструкции по парогазовому циклу действующих газотурбинных ТЭС; совершенствованием эксплуатации действующего оборудования и повышением КПД энергоблоков; внедрением экологически чистых мини-ТЭЦ. Замена устаревшего оборудования на электростанциях, применение котлоагрегатов кипящего слоя на вновь вводимых и реконструируемых электростанциях позволит в значительной степени реализовать энергосберегающий потенциал отрасли и увеличить на 50-53% КПД действующего энергооборудования, что приведет к уменьшению удельного расхода топлива на 15-30%. Резерв по снижению удельных расходов топлива связан также с оптимизацией загрузки ТЭС - снижением летней конденсационной выработки ТЭЦ и увеличением загрузки ГРЭС федерального уровня, имеющих меньший расход топлива.
В 1998 г. 63% мощностей ТЭС в России в качестве топлива сжигали природный газ. Однако это топливо, имеющее хорошие экологические характеристики, используется недостаточно эффективно. Применение новых типов индукторов, предназначенных для создания переменного электро-магнитного поля, обеспечивает очищение природного газа от серы и, следовательно, повышает эффективность использования этого энергоресурса, снижает негативное воздействие на окружающую среду.
Разработка структурной схемы влияния энергосберегающих и экологических факторов на развитие энергетики
Рассмотрим вариант ввода новых мощностей ТЭС на угле и газе для оценки затрат на их реализацию. Оценка автора размера возможного прироста генерирующей мощности, необходимого для удовлетворения внутреннего спроса на электроэнергию в регионе, приводится в таблице 2.3.1.
Автором были проведены расчеты для инвестиционных проектов ввода новых мощностей ТЭС на газе (энергоблоки по 300 МВт), и угольной ТЭС с применением в энергопроизводстве технологии сжигания углей в «кипящем слое» (энергоблоки по 300 МВт).
В Ростовской области выполнялся проект TASIS для АО "Ростовэнерго" с целью улучшения ситуации с энергообеспечением в данном регионе. [3.5]. В рамках выполнения данного проекта, строительство электростанций, работающих на газе, было выдвинуто на первый план. Природный газ, находящийся в небольших месторождениях (газовых карманах), залегающих под землей на глубине от нескольких сотен до 2000 метров, является одним из видов топлива, умеренно доступных в Ростовской области. В проекте TASIS было задействовано малое месторождение природного газа в районе поселка Марковское вблизи границы с Украиной. Это месторождение содержит запас газа, достаточный для работы 300 МВт газотурбинной электростанции в течение 20 лет. Инвестирование строительства малой газотурбинной электростанции планируется осуществлять в несколько этапов. На 1 этапе предполагается строительство 25 МВт-газовоЙ трубины с генератором, трансформатором, контролирующими и управляющими устройствами. На 2 этапе - сооружение второй 25 МВт-газотурбшшой установки и бойлера для переработки газа. Суммарная нагрузка после 2-го этапа капвложений составит 75 МВТ (2 25 МВТ от газовой турбины и 1 25 МВТ от паровой турбины). На 3 этапе планируется ввод двух газотурбинных установок по 50 МВт и одной 50 МВт паротурбинной установки. Суммарный ввод после завершения третьего этапа должен составить 150 МВт.
Средства на инвестирование данного проекта рассчитывались на основе планируемой на каждом этапе прибыли. Активы владельцев в размере 9 млн. долл. США необходимы для 1 этапа инвестиций с целью получения ссуды в размере 19 млн. долл. США с 10% доходом и периодом выплат кредита в течение 9-Ю лет. Через 9 лет после запуска поток накопленных средств вырастет до суммы капвложений, таким образом, период возврата инвестируемых средств составит 9 лет. Соотношение между чистым доходом и затратами на капитальное строительство составит 50%, между собственным инвестирование и кредитом 1:2,
Второй этап капвложений может быть выполнен только через б лет после пуска 25 МВт-установки Необходимая сумма - IS млн долл. США (ссуда на второй этап капвложений). Через 10 лет после пуска 25 МВт-установки активы достигнут лриблизительно 50 млн. долл. США, что достаточно для запроса ссуды на строительство третьей очереди на общую сумму капвложений около 150 млн: долл. США.
Грубая оценка показывает, что в течение 20 лет после пуска электростанции мощностью до 225 МВт, чистый доход за вычетом платежей, может составить приблизительно 130 млн. долл, США (финансовые средства на получение ссуд по ранним вводам уже вычтены). Эта оценка основана на тарифе за электроэнергию в 1997 г. (0,04 долл.\кВт.ч). При изменении тарифа эта прибыль превысит 200 млн. долл. США.
С активами в 200 млн. долл. США возможно получение ссуды в размере около 400 млн. долл. При этом 600 млн. долл. может быть доступно для капвложений на электростанцию, работающую на угле. Таким образом, суммарная мощность 400 МВт может быть создана в Ростовской области в течение 20 лет без субсидий со стороны правительства РФ.
В результате строительства газовой электростанции удельные капвложения в 1 кВт новой мощности с учетом реализации всех стадий проекта составят 500-600 доллАкВт (в ценах 1999г.). Предлагаемый проект позволяет частично решить проблему дефицита энергоресурсов в Ростовской области, но его выполнение рассчитано на длительную перспективу и требует дополнительных средств на разработку месторождений природных ресурсов.
Рассмотрим альтернативный вариант - строительство в регионе конденсационной тепловой углесжигающей электростанции мощностью энергоблоков по 300 МВт. Источники и условия финансирования проекта представлены в таблице 2.3.2. Стоимость отчужденных земель была включена в капвложения на строительство ТЭС. Расчеты затрат на реализацию проекта выполнялись по методикам, опубликованным в работах [2.1, 2.10, 2.13] и приведены в таблицах 2.3.3. - 2.3.5.
Оценка воздействия добычи топливно-энергетических ресурсов на окружающую среду
Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) играют важную роль в российской экономике и являются основным источником энергии для промышленности. Производство ТЭР в России в сентябре 1999 г. по сообщению Росстатагенства составляло (данные Internet): нефть - 24,4 млн. тонн, природный газ - 41,2 млрд. куб. м, уголь - 19,1 млн. тонн. При этом объем добычи в этих отраслях по сравнению с январем-сентябрем 1998 г. в целом незначительно увеличивается. Следует учитывать, что каждая из отраслей топливно-энергетического комплекса (ТЭК), осуществляющая разведку, добычу и распределение ТЭР потребителям имеет свои производственно-технологические особенности, приводящие к негативным изменениям в окружающей среде и, в ряде случаев, к ухудшению социально-экономической обстановки в районе действия топливодобывающих объектов. Данный раздел посвящен рассмотрению возможных негативных последствий на природную и социальную среду, вызванных добычей ТЭР, которая сопровождается изъятием земель, потреблением значительного количества водных ресурсов, строительством объектов инфраструктуры. Воздействия в социальной сфере могут носить как отрицательный (изменение в землепользовании коренного населения, ухудшение социально-экономических показателей), так и положительный характер в зависимости от структуры местного населения, а также объема и длительности работ, связанных с разработкой ТЭР в конкретном районе. Положительными факторами разработки месторождений автор считает увеличение занятости местного населения и субсидирование программ развития добывающего региона.
Сведение до минимума отрицательных воздействий на окружающую среду при добыче ТЭР, к сожалению, не выполняется в должной мере. Причем на всех стадиях технологической цепочки происходит трансформация компонентов природной среды.
Разработка месторождений ТЭР может оказывать на окружающую среду целый ряд негативных воздействий, степень которых зависит от их длительности и удаленности от района разработки. Возможно проявление ряда воздействий на значительном расстоянии, например, через загрязнение водотоков или изменение структуры землепользования. Для периода промышленной разведки и строительства наиболее характерны геомеханические нарушения, проявляющиеся в форме уплотнения или разрыхления почв, минерального грунта, в виде карьерных, котлованных, траншейных, резервных выемок, образования отвалов, отсыпки под площадочные и линейные сооружения. Поэтому непосредственно в районе нового освоения отмечается сильное нарушение почвенно-растительного покрова, а также изменение продуктивности биологических видов в окружающей среде.
Максимальная трансформация природной среды отмечается при разработке месторождений ТЭР, когда происходит изменение характеристик природных комплексов. В этот период промышленного освоения речь идет не только о нарушениях в естественном функционировании экосистем, а о значительной их деградации, степень которой имеет территориальную дифференциацию и зависит от устойчивости биогеоценозов к внешним воздействиям. В целом площадь нарушений составляет примерно 12% от площади, занимаемой производственным комплексом. В результате эксплуатации месторождений ТЭР отмечается изменение био- и гидропотенциала экосистем, ухудшается качество атмосферного воздуха. Например, при - разработке нефтегазовых месторождений в атмосферу происходит выброс углекислого газа, окиси углерода, метана, летучих органических углеродистых соединений, окислов азота и талонов, эксплуатация угольных месторождений приводит к загрязнению атмосферы значительным количеством твердых частиц различной фракции. Изменение гидропотенциала проявляется в нарушении динамики подземных и поверхностных вод в районах добычи ТЭР. Земляные работы на месторождениях могут сильно изменить существующие природные русла и систему стока, а это, в свою очередь, может привести к изменением ландшафтов, а также к деградации флоры и фауны. Растительность может быть либо уничтожена, либо в ее составе начнутся изменения вследствие антропогенной активности, вызванной производственной деятельности. Особое беспокойство вызывает гибель лесов, т.к. эти «легкие планеты» имеют важное значение не только как среда обитания для местной флоры и фауны, но и как рекреационные зоны, повьдпающие санитарно-гигиенические показатели района эксплуатации месторождений. Следует учитывать, что востановление потенциала древесины основных рубок составляет 80 лет, промежуточных - 20 лет, побочных продуктов леса - 1-3 года. Сокращение площади лесов сказывается на численности популяций местной фауны, которая помимо этого зависит от изменений в растительном покрове, почве, воде. Все это оказывает влияние на места обитания и размножения, кормовую базу, пути миграции, уязвимость по отношению к хищникам и т.п. Прямая потеря мест обитания связана с занятием определенной площади под промысловые объекты, а также удалением растительного или почвенного покрова, топографическими или гидрогеологическими изменениями. Здесь следует подчеркнуть, что изменения в численности животных могут повлечь за собой серьезные последствия для коренного населения, т.к. в ряде регионов животные играют важную роль не только как средство пропитания местного населения, но и важный объект промысла, например, в зонах приоритетного природопользования.
При карьерной разработке месторождений следует выбирать те методы добычи, которые не приводили бы к ухудшению устойчивости грунта за счет эрозии, а также изменениям поверхностного стока и гидрографической сети. Располагать карьерные месторождения следует таким образом, чтобы избегать уязвимых с экологической, социальной и культурной точки зрения мест.
К наименее устойчивым для антропогенного вмешательства относятся экосистемы Северных территорий. Разработка месторождений здесь может привести к тому, что 20 лет и более эти районы добычи ТЭР будут находиться в состоянии нестабильности, а их ресурсный потенциал уничтожится. - Состояние нестабильности усугубляется распространением на территории разработки месторождений мощных низкотемпературных многолетнемерзлых пород. Промышленная деятельность в этом случае усуглубляет развитие криогенных процессов, например, термокарстовых воронок, глубина протаивания которых колеблется от 0,5 до 2,0 м, способствуя развитию эрозионных форм рельефа.
Например, при разработке нефтегазовых месторождений площадки для бурения разведочных скважин занимают от 5 до 20 тыс. м.кв, Поэтому если не удается найти площадку за пределами чувствительной с экологической точки зрения территории, следует прибегнуть к наклонно-направленном бурению, что помогает избежать экологических нарушений. Кустование скважин на одной площадке может не только значительно ослабить негативное воздействие на окружающую природную среду, но и снизить расходы на строительство дополнительных подъездных дорог и площадок. Следует также учитывать, что выбор площадки небольшого размера ускоряет повторное заселение этой территории местными видами флоры и фауны после ее ликвидации и возвращение в первоначальное состояние, насколько это возможно.
Автором работы произведены расчеты оценки воздействия добычи топливно-энергетических ресурсов на окружающую среду на примере разработки нефтегазовых месторождений Сибири. В качестве исходной информции для рас четно-аналитической работы была привлечена «Концепция развития нефтяной промышленности Главтюменнефтегаза на период до 2005 г. в условиях планово-рыночной экономики», проекты разработки и обустройства ряда нефтяных месторождений Тюменской области.[8.4] Автор считает, что эксплуатация природных ресурсов приводит к нарушению традицонного использования земель вследствии изъятия их из сельскохозяйственного оборота или традиционных видов природопользования. Существует ряд методик, оценивающих степень воздействия эксплуатации месторождений ТЭР на компоненты природной среды.
