Еколого-економічна оцінка ефективності переводу теплоенергетики України на вугільну стратегію розвитку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сумський державний університет

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук

Спеціальність 08.08.01 - Економіка природокористування і охорони навколишнього середовища

Еколого-економічна оцінка ефективності переводу теплоенергетики України на вугільну стратегію розвитку

Яструбинський Василь Іванович

Суми - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі управління Сумського державного університету, Міністерство освіти України.

Науковий керівник - кандидат економічних наук, доцент Теліженко Олександр Михайлович, Сумський державний університет, доцент кафедри управління

Офіційні опоненти:

доктор економічних наук Козьменко Сергій Миколайович, Українська академія банківської справи, завідувач кафедри управління і міжнародних економічних відносин

кандидат економічних наук Касьяненко Володимир Олексійович, доцент кафедри економіки, Сумський державний університет

Провідна установа

Науково-дослідний економічний інститут Міністерства економіки України, відділ природокористування і охорони навколишнього середовища. м. Київ

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.М. Кислий

Анотація

економічний собівартість тепловий енергія

Яструбинський В.І. “Еколого-економічна оцінка ефективності переводу теплоенергетики України на вугільну стратегію розвитку”. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.08.01 - економіка природокористування і охорони навколишнього середоваща. - Сумський державний університет, Суми, 2000р.

В дисертації проаналізовані: стан та напрямки розвитку теплоенергетики України; вплив ТЕС на навколишнє середовище; загальні підходи до оцінки економічних збитків від забруднення навколишнього середовища ТЕС.

Запропоновані науково-методичні підходи до прогнозування викидів забруднюючих речовин і економічних збитків при зміні структури споживаного палива. Досліджено вплив зміни структури палива на собівартість теплової і електричної енергії. Визначені критичні еколого-економічні параметри доцільності переводу ТЕС на вугільне паливо. Розроблено алгоритм та запропонована система показників проведення комплексної еколого-економічної експертизи роботи ТЕС.

Ключові слова : теплова енергетика, паливо, вугілля, забруднення навколишнього середовища, собівартість, тарифи, атмосфероохоронні витрати, еколого-економічна експертиза.

Annotation

Yastrubinski V.I. "Ecological and economic evaluation of efficiency of transition of heat energy to strategy of coal development in Ukraine - a Manuscript

This is thesis for the reception of scientific degrees of candidate of economic sciences for the profession 08.08.01 - an economy of nature resources using and protection of environment. - Sumy State University, Sumy, 2000.

The conditions and direction of development of heat energy in Ukraine ; the influence of HES on the environment; general approaches for the evaluation of economic losses caused by HES's environment pollution were analysed in this thesis.

Certain scientifically-methodical approaches were offered for the forecasting of surges of polluting materials and economic losses if a structure of comsuming fuel was changed. The influence of fuel structure changes was explored on the prime costs of heat and electrical energy. As a result, ecological and economic practicable parameters were determined for transition to coal strategy. The algorithm and factor system of characteristics were offered for complex ecological and economic expert operation of HES's work.

Keywords: heat energy, fuel, coal, environment pollution, prime cost, tariffs, air protection expenseses, ecological and economic expert operation.

Аннотация

Яструбинский В.И. “Эколого-экономическая оценка эффективности перевода теплоэнергетики Украины на угольную стратегию развития” Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук по специальности 08.08.01 - экономика природопользования и охраны окружающей среды. - Сумский государственный университет, Сумы, 2000 г.

Цель диссертационной работы заключается в разработке научно-методических подходов к комплексной эколого-экономической оценке эффективности перевода энергетики Украины на угольную стратегию развития.

Предметом исследования являются социально-экономические отношения, которые формируются между государством, органами местного самоуправления, тепловыми электростанциями и конечными потребителями тепловой и электрической энергии при переводе энергетики Украины на угольную стратегию развития.

Объектом исследования являются тепловые электростанции Украины, а также ТЭЦ генерирующих предприятий г. Киева.

В диссертации рассматриваются актуальные вопросы экономической оценки воздействия тепловых электростанций на окружающую среду. Отмечается, что такое воздействие зависит от ряда факторов: вида и экологических характеристик потребляемого топлива; типа, единичной мощности и степени износа топок котлоагрегатов; технологии сжигания топлива; типа, единичной мощности, степени износа и коэффициента нагрузки пылегазоочистного оборудования; структуры и плотности рециентов, воспринимающих загрязнение. В работе основное внимание уделяется изучению первого фактора. Для экологической характеристики топлива предлагается использовать обобщенный показатель, к которому приводятся показатели выбросов различных вредных веществ через соотношения нормативных значений их предельно допустимых концентраций в воздухе, что позволяет учесть разный механизм воздействия этих веществ на их суммарное влияние.

Особенность анализа и прогнозирования динамики эмиссии загрязняющих веществ заключается в том, что при неизменном количестве потребляемого условного топлива, изменяется его структура. Для прогнозирования динамики эмиссии загрязняющих веществ в диссертации предложены зависимости изменения удельных (на одну тонну условного топлива) выбросов окислов серы, азота, золы и пыли в системах “газ-мазут” и “газ-уголь”.

Прогноз выбросов загрязняющих веществ позволяет определить значение дополнительных атмосфероохранных затрат, необходимых для обеспечения стандартов качества окружающей среды. В работе предложены зависимости удельных атмосфероохранных затрат от степени подавления выбросов. Зависимости получены на основе обобщения статистических данных о работе газоочистного оборудования.

Исследовано влияние структуры потребляемого топлива и электрической энергии на себистоимость тепловой и электрической энергии. Прогнозируется изменение цен на энергоносители. Установлено, что при переходе на преимущественное потребление угля, удельный вес топливной составляющей в себистоимости 1 Гкал тепла монотонно снижается и к 2005 году может снизится на 10-12% по сравнению с базовым 1999 годом. Вместе с тем, снижение расходов на топливо может быть нивелировано ростом дополнительных атмосфероохранных затрат. Расчеты показали, что удельный вес атмосфероохранных затрат в себестоимости 1 Гкал тепла за этот же период может увеличиться на 8-10%.

В диссертации разработаны научно-методические подходы к определению критических эколого-экономических параметров перевода тепловых электростанций на угольную стратегию топливоснабжения. Система критических параметров включает: стоимость тонны условного топлива, коэффициент полезного действия энергоблока, уровень удельных выбросов и уровень удельных атмосфероохранных затрат. Предложенная система позволяет установить взаимосвязь между технологическими и эколого-экономическими параметрами работы тепловых электростанций и определить их предельные значения.

В диссертационной работе предложены направления совершенствования эколого-экономической экспертизы ТЭС. Предлагается система количественных оценок выбросов и технологических процессов, позволяющая сопоставить их потенциальное воздействие на природную среду и человека. На основе предложенных методических подходов выполнены сравнительные расчеты, позволяющие оценить эколого-экономическую эффективность очистки отходящих газов.

Ключевые слова: тепловая энергетика, топливо, уголь, загрязнение окружающей среды, атмосфероохранные затраты, себистоимость, тарифы, эколого-экономическая экспертиза.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

Енергетика України є високорозвиненою галуззю економіки з повним технологічним циклом проектування, виробництва, розподілу та збуту електричної і теплової енергії. Встановлена потужність об'єднаної енергетичної системи України складає близько 52 млн. кВт, в тому числі ТЕС - 31,8 млн.кВт (61%); АЕС - 12,8 млн.кВт (25%), ГЕС - 4,7 млн.кВт (9%).

Основу ТЕС станом на кінець 1999 року складали 104 енергоблоки потужністю 150 - 800 мВт. В структурі паливного балансу теплових електростанцій переважає газ та мазут. В 1999 році структура палива ТЕС становила: газ - 47,8%; мазут - 20,8%; вугілля - 31,4%. При цьому, біля 90% від необхідної кількості нафти і 80% газу Україна імпортує, що негативно впливає на стабільність роботи ТЕС. Крім того, за оцінками фахівців, рівень фізичного зносу обладнання на ТЕС досяг 70%. Не відповідає вимогам стандартів якості навколишнього середовища робота пило-газоочисного обладнання.

В умовах, що склалися, необхідна розробка державної програми реконструкції та техніко-технологічного переозброєння, перш за все, теплових електростанцій. Розроблена в 1993 році міжнародною групою експертів “Базова концепція енергетичної політики Росії і України” визначила нові напрямки розвитку енергетики. В концепції головна увага приділяється розвитку вугільної стратегії забезпечення паливом.

Переважне споживання вугілля передбачає проведення комплексних досліджень з еколого-економічної оцінки впливу теплових електростанцій на навколишнє середовище. Разом з тим, існуючі методичні розробки щодо оцінки економічних збитків, визначення еколого-економічної ефективності функціонування теплових електростанцій застаріли, а в частині, оцінки та прогнозування атмосфероохоронних витрат, - відсутні. Необхідне подальше вдосконалення науково-методичних підходів до оцінки та прогнозування динаміки емісії забруднюючих речовин і економічних збитків при зміні структури палива. Актуальною є розробка методів визначення величини додаткових атмосфероохоронних витрат та витрат на попередню підготовку вугілля перед його спалюванням; оцінки впливу атмосфероохоронних витрат на собівартість виробництва теплової та електричної енергії.

Потребує подальшого вдосконалення процедура комплексної еколого-економічної експертизи проектних рішень реконструкції теплових електростанцій.

Таким чином, актуальність дисертаційного дослідження полягає в об'єктивній необхідності розробки науково-методичних підходів та практичних рекомендацій до комплексної оцінки еколого-економічної ефективності переведення теплоенергетики України на вугільну стратегію паливозабезпечення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Тематика дисертаційного дослідження входить до державних, галузевих та регіональних наукових програм і тем:

- програми Наукової ради НАН України “Розробка наукових основ сталого розвитку в Україні”;

- фундаментальної теми “Економіка сталого розвитку: макро- і мікроекономічні механізми забезпечення” (фінансується Державним фондом фундаментальних досліджень України, № 8.4/21).

Викладені в дисертаційній роботі теоретичні положення, практичні результати та висновки використані при виконанні науково-дослідних робіт в Сумському державному університеті:

“Оцінка впливу забруднення навколишнього середовища на формування макропоказників в системі національних рахунків України” (№ ДР 0194 U 009731); “Методологічні основи оцінки стану та динаміки біоресурсного потенціалу України” (№ ДР 0197U016592); та в науково-дослідному інституті соціально-економічних проблем м. Києва : “Державна програма соціально-економічного розвитку м. Києва на період до 2010 року” ( РК 0196U013765);

“Підготовка інформаційного меморандуму міста Києва з урахуванням поточного аналізу соціально-економічного розвитку столиці в 1998-1999р” (РК 0199U002132).

Мета і задачі дослідження

Метою дисертаційного дослідження є розробка методів комплексної еколого-економічної оцінки ефективності переведення енергетики України на вугільну стратегію паливного забезпечення.

Відповідно до поставленої мети дисертаційного дослідження були визначені наступні взаємопов'язані задачі:

оцінити вплив теплових електростанцій на навколишнє природне середовище;

вдосконалити методи оцінки економічних збитків від забруднення атмосферного повітря викидами окислів сірки, азоту та золи;

розробити методи прогнозування викидів забруднюючих речовин та економічних збитків при зміні структури палива;

оцінити вплив зміни структури палива на собівартість теплової та електричної енергії;

визначити оптимальні еколого-економічні параметри роботи ТЕС при переході на вугільне паливо;

вдосконалити процедуру комплексної еколого-економічної експертизи проектних рішень реконструкції теплових електростанцій.

Для досягнення мети і вирішення поставлених задач були використані наступні види аналізу: економічний, розрахунково-аналітичний, статистичний. В ході дослідження були використані законодавчі та нормативні акти Верховної Ради і Кабінету Міністрів України, статистичні дані Міністерства статистики, Міністерства палива та енергетики України, енергогенеруючих компаній міста Києва, а також первинні дані, зібрані та опрацьовані власноручно автором.

Наукова новизна одержаних результатів

Новизна наукових положень дисертаційного дослідження полягає в наступному:

- розроблений та обгрунтований комплексний підхід до врахування паливно-технологічних та еколого-економічних факторів при реалізації вугільної концепції розвитку теплоенергетики України;

- розроблені науково-методичні підходи до прогнозування динаміки викидів забруднюючих речовин, величини економічного збитку, додаткових атмосфероохоронних витрат та їх впливу на собівартість теплової і електричної енергії;

- запропонована економіко-математична модель для сумісної оптимізації паливно-технологічних та еколого-економічних показників роботи теплових електростанцій;

- вдосконалені методи та запропонована система показників для проведення комплексної еколого-економічної експертизи проектів переводу енергетики України на вугільну стратегію паливного забезпечення.

Практичне значення одержаних результатів

Практичне значення результатів дисертаційного дослідження полягає в тому, що запропоновані в роботі науково-методичні підходи дають змогу проведення практичних розрахунків еколого-економічної ефективності переводу теплових електростанцій на вугільне паливо.

Запропоновані номограми для визначення питомих викидів окислів сірки, азоту та золи в розрахунку на тону умовного палива при комбінованому використанні газу, мазуту та вугілля дозволяють прогнозувати динаміку викидів шкідливих речовин при зміні структури палива;

Обґрунтовані функціональні залежності атмосфероохоронних витрат від ступеня знешкодження викидів, які дозволяють оцінювати вплив структури палива на собівартість теплової та електричної енергії;

Запропоновані математичні залежності та номограми для визначення оптимальних значень еколого-економічних параметрів теплових електростанцій, які дозволяють оперативно приймати рішення про ефективність зміни структури палива, оцінювати вплив цін на паливо та коефіцієнту корисної дії енергоблоку на узагальнюючі економічні показники роботи ТЕС.

Розроблені методичні підходи та система оціночних коефіцієнтів, які без додаткових доопрацювань можуть бути використані в практиці комплексної еколого-економічної експертизи проектних рішень реконструкції теплових електростанцій.

Особистий внесок здобувача

В роботі 2 за списком опублікованих праць особисто автором запропоновані підходи до прогнозування викидів SO₂ NOx та золи на теплових електростанціях в залежності від структури палива; запропоновані підходи до розрахунку додаткових атмосфероохоронних витрат.

В роботі 3 за списком опублікованих праць особисто автором виконаний порівняльний аналіз викидів NOx на теплових електростанціях в залежності від виду палива та потужності енергоблоків.

В роботі 5 за списком опублікованих праць особисто автором запропоновані аналітичні залежності для розрахунків питомих збитків об'єктів сільського господарства, що знаходяться в зоні дії теплових електростанцій.

Апробація результатів дослідження

Основні положення дисертаційної роботи доповідались, обговорювались та отримали позитивну оцінку на науково-практичних конференціях та семінарах: міжнародному науковому семінарі “Надзвичайні ситуації в системах енергетики: небезпека виникнення і можливості ліквідації наслідків” (Київ, 1999); науково-практичній конференції “Економічні проблеми виробництва та споживання екологічно чистої продукції АПК” (Суми, 1999).

Публікації

За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 6 друкованих праць (1 брошура, 4 статті в наукових журналах, 1 стаття в збірнику наукових праць конференцій) загальним обсягом 5,7 друк. арк., з яких особисто авторові належить 2,3 друк. арк.

Структура і зміст роботи

Дисертація складається із вступу трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

Повний обсяг дисертації складає 153 сторінки основного тексту. Дисертація містить в собі 59 таблиць, 30 малюнків, 2 додатки.

У вступі обґрунтована актуальність дослідження, визначені мета, завдання та наукова новизна роботи, показано практичне значення одержаних результатів та особистий внесок здобувача.

У першому розділі - “Економічна оцінка впливу теплових електростанцій на навколишнє середовище” виконаний системний аналіз стану та напрямків розвитку теплоенергетики України. Досліджені еколого-економічні наслідки впливу теплових електростанцій на навколишнє середовище; проаналізовані загальні та галузеві особливості оцінки економічного збитку від забруднення атмосферного повітря викидами ТЕС.

У другому розділі - “Науково-методичні підходи до прогнозування еколого-економічних показників роботи ТЕС” - розроблена комплексна система оцінки і прогнозування викидів забруднюючих речовин, економічних збитків та додаткових атмосфероохоронних витрат при переході ТЕС України на вугільну стратегію паливного забезпечення. Досліджується вплив структури палива на собівартість теплової та електричної енергії.

У третьому розділі - “Удосконалення методів оцінки еколого-економічної ефективності роботи ТЕС” - запропоновані методичні підходи та визначені оптимальні еколого-економічні параметри переводу ТЕС на переважне використання вугільного палива. Розроблено алгоритм та запропонована система показників для проведення комплексної еколого-економічної експертизи проектних рішень реконструкції ТЕС.

У висновках обгрунтовані основні якісні та кількісні значення отриманих результатів, даються рекомендації з їх практичного використання, розглядаються можливі напрямки подальших досліджень.

У додатках міститься вихідна інформація та результати розрахунків.

2. Основний зміст

Скорочення імпорту нафти та природного газу, а також видобутку власного вугілля (з 165 млн. т в 1990 році до 76,2 млн. т в 1998 році) значною мірою впливають на стабільність роботи енергетики України. Це обумовлює прийняття вугільної концепції розвитку теплоенергетики, що в свою чергу передбачає необхідність всебічного аналізу динаміки емісії окислів сірки, окислів азоту і золи, можливих змін значень економічного збитку, величини платежів за забруднення довкілля, і атмосфероохоронних витрат на зниження викидів додаткової маси забруднюючих речовин. У будь-якому випадку оцінка і аналіз динаміки вказаних факторів повинні розглядатись в якості критерію при прийнятті цілого ряду економічних та організаційно-технічних заходів до яких, в першу чергу, відносяться:

- зміна структури палива з метою зниження залежності від імпорту, і стабілізації, на цій основі, витрат на виробництво одиниці тепла і електроенергії;

- впровадження технологій знешкодження викидів окислів сірки, азоту і золи;

- розробка природоохоронної політики на підприємствах теплоенергетики України і визначення гранично можливого рівня платежів за забруднення навколишнього середовища.

В дисертаційній роботі сформовані комплексні науково-методичні підходи до оцінки еколого-економічної ефективності переводу теплоенергетики України на вугільну стратегії розвитку.

Етапи та послідовність процедури оцінки переходу на вугільну стратегію паливопостачання наведені на рис. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Блок-схема еколого-економічної оцінки вугільної стратегії паливного забезпечення ТЕС

 Аналіз та прогнозування процесів утворення відходів основного виробництва (забруднюючих речовин) при зміні екологічних та фізичних характеристик палива, типу, параметрів та режимів роботи, технології спалювання має свої особливості.

При незмінному загальному обсязі споживання умовного палива для виробництва планової кількості теплової та електричної енергії, змінюється його структура. Це призводить до зміни питомих викидів забруднюючих речовин. Для прогнозування економічних збитків від забруднення навколишнього середовища (З_і) при зміні структури палива в дисертаційній роботі запропонована формула:

, (1)

де m_i - середньозважене значення питомих викидів i-ої забруднюючої речовини, що розраховується за формулою (2), т/т.у.п.;

P - кількість спожитого палива, т.у.п.;

y_i - питомі економічні збитки від викидів і-ої забруднюючої речовини в атмосферне повітря, грн/т.

Середньозважені значення питомих викидів забруднюючих речовин (m_i) пропонується розраховувати за формулою:

(2)

де q_i - питомі викиди i-oї забруднюючої речовини з розрахунку на одну тону умовного палива, т/т.у.п.;

_j - частка j-го палива в загальній структурі спожитого палива.

Для розрахунків показників (q_i ) при зміні структури палива в дисертації розроблені номограми, які побудовані на підставі узагальнення інформації про питомі викиди забруднюючих речовин на енергоблоках різної потужності та нормативному значенні показників якості палива: мазут з вмістом сірки - 2,8%, золи - 0,1% донецьке вугілля марки ТР з вмістом сірки - 3,2%, золи -2,3%.

Враховуючи динаміку зміни структури споживаного палива, за формулою (2) розраховується середньозважене значення викидів забруднюючих речовин. Наприклад, (див. табл. 1) для 1999 року при структурі палива газ-78%, мазут-22%, вугілля-0%, середньозважений показник питомих викидів становить: 0,002 ^. 0,78+0,082 ^. 0,022+0,002 ^. 0 = 0,00336 т/т.у.н.

В дисертації виконаний детальний аналіз впливу зміни структури палива на показники емісії забруднюючих речовин та економічних збитків. Фрагменти такого аналізу наведені в табл.1. При цьому, середньогалузеві показники питомих економічних збитків, що були розраховані в дисертаційній роботі, приймались: для золи - 35 грн/т; для SO₂ - 95грн/т; для CO - 8 грн/т; для NO_x - 270грн/т.

Оцінка і прогноз впливу паливно-технологічних та екологічних чинників на собівартість теплової і електричної енергії не можливі без аналізу паливної складової. В дисертації докладно проаналізований вплив зміни структури палива на собівартість теплової і електричної енергії. При цьому, основною передумовою аналізу була орієнтація на переважно вугільну стратегію паливного забезпечення енергетики України.

В дисертації пропонується поетапне зниження частки газу і мазуту і відповідного росту частки вугілля в структурі палива енергогенеруючих компаній. Розмір витрат на паливо приймався прямо пропорційним використанню умовного палива на виробництво одиниці тепла та електроенергії. Прогноз цін на вугілля, газ та мазут, що був виконаний на основі методів статистичного аналізу, передбачав недотаційні ціни на вітчизняне вугілля у розмірі 42 дол./т.

Таблиця 1. Прогноз маси викидів SO₂ та економічного збитку при зміні структури палива

Підприємство	Рік	Структура палива, %	Маса викидів SO2 на 1 т.у.п. по видам палива, т/т.у.п.	Середньозважене значення викидів SO2 на 1 т.у.п., т/т.у.п.	Маса умовного палива, тис.т.у.п.	Емісія SO2, т/рік	Збитки від викидів SO2, грн/рік
		газ	мазут	вугілля	газ	мазут	вугілля
АК“Київенерго”	1999	78	22	0	0,0020	0,0082	0,0020	0,00336	3279,600	11003,71	1045352,82
	2000	70	22	8	0,0020	0,0082	0,0038	0,00350	3279,600	11465,48	1089220,75
	2001	60	30	10	0,0020	0,0104	0,0042	0,00474	3279,600	15545,30	1476803,88
	2002	50	30	20	0,0020	0,0104	0,0064	0,00540	3279,600	17709,84	1682434,80
	2003	40	30	30	0,0020	0,0104	0,0086	0,00650	3279,600	21317,40	2025153,00
	2004	30	30	40	0,0020	0,0104	0,0108	0,00804	3279,600	26367,98	2504958,48
	2005	20	40	40	0,0020	0,0132	0,0108	0,01000	3279,600	32796,00	3115620,00

Крім цін на енергоносії змінною приймалась питома вага витрат на заробітну плату з поступовим її збільшенням у структурі собівартості приблизно на 1% у рік. В табл. 2 наведені прогнозні дані про зміну питомої ваги паливної складової в структурі собівартості 1Гкал тепла для умов АК “Київенерго”.

Таблиця 2. Дані про прогнозовану динаміку паливної складової і заробітної плати в структурі собівартості 1 Гкал тепла

Підприємство	Рік	Витрати на паливо в собівартості 1 Гкал тепла, дол.	Питома вага паливної складової в структурі собівартості 1 Гкал, %	Витрати на оплату праці в собівартості 1Гкал тепла, дол.	Питома вага витрат на оплату праці в структурі собівартості 1 Гкал, %
АК “Київ-енерго”	1999	9,88	77,08	0,23	1,82
	2000	9,67	76,71	0,24	1,94
	2001	10,11	77,48	0,26	1,96
	2002	9,44	76,26	0,27	2,17
	2003	8,49	74,31	0,28	2,46
	2004	7,26	71,19	0,30	2,89
	2005	6,20	67,86	0,31	3,38

При оцінці та прогнозуванні атмосфероохоронних витрат широко застосовується метод питомих витрат на одиницю знешкодження викидів. При цьому, як правило, приймається модель лінійної залежності витрат від ступеню знешкодження викидів. Разом з тим, такий підхід має ряд недоліків і не враховує, що починаючи зі ступеню знешкодження викидів 80%, приріст витрат відбувається в геометричній прогресії.

В дисертації на підставі аналізу статистичної інформації отримані аналітичні залежності атмосфероохоронних витрат від ступеню знешкодження викидів.

При знешкодженні викидів золи:

З_з=20,629Е²-3867,5Е+181409, (3)

де З_з - капітальні атмосфероохоронні витрати грн/тис.м куб. за годину;

Е - ступінь знешкодження викидів золи, %.

При знешкодженні викидів окислів азоту:

lnЗ_a^г=4,4947+0,01712Е-0,0005735Р, (4)

lnЗ_a^Т=-0,717+2,9328 lnЕ-0,4913 lnР, (5)

де З_a^г, З_a^Т - капітальні атмосфероохоронні витрати при спалюванні газомазутного палива і вугілля, відповідно, грн/тис.м куб. за годину;

E - ступінь знешкодження викидів окислів азоту, %;

P - парова потужність котла, т/годину.

При знешкодженні викидів окислів сірки:

З_c=485(0,000283Е²-0.415Е+2.51), (6)

де З_c - капітальні атмосфероохоронні витрати грн/т;

Е - ступінь знешкодження окислів сірки, %

З використанням формул (3) - (6) в дисертації виконаний прогноз додаткових атмосфероохоронних витрат при поступовому збільшенні питомої ваги вугілля в структурі палива ТЕС. Фрагмент такого прогнозу наведений в табл. 3.

Таблиця 3. Додаткові атмосфероохоронні витрати при збільшенні питомої ваги вугілля в структурі палива

Підприємство	Рік	Додаткові питомі атмосфероохоронні витрати	Приведені витрати, грн/Гкал	Прогнозна собівартість теплової енергії, грн/Гкал	Питома вага додаткових атмосфероохоронних витрат в собівартості 1Гкал,%
		капітальні, грн/Гкал	поточні, (грн. в рік)/Гкал
АК “Київ-енерго”	2000	0,02	0,005	0,025	27,4	0,09
	2001	0,23	0,06	0,29	28,6	1,0
	2002	0,36	0,09	0,45	26,9	1,7
	2003	0,6	0,15	0,75	24,1	3,11
	2005	1,47	0,38	1,85	17,6	10,5

Співставлення результатів розрахунків наведених в таблицях 2 і 3 свідчить, що при переході на переважно споживання вугілля питома вага паливної складової в структурі собівартості 1Гкал тепла за прогнозний період може зменшитись на 10%. Разом з тим, зростання викидів (перш за все SO₂ і золи) приводить до збільшення питомої ваги атмосфероохоронних витрат в собівартості 1Гкал тепла за цей же період на 8-10%. Виходячи з цього можна вважати, що структура палива газ-мазут-вугілля відповідно 20-40-40 відсотків є граничною. Подальше збільшення частини вугілля призводе до значного росту неефективних атмосфероохоронних витрат.

В дисертаційній роботі дістали подальшого розвитку науково-методичні підходи до оптимізації атмосфероохоронної діяльності на ТЕС. Задача зводиться до встановлення оптимальних паливно-технологічних та економічних показників роботи електростанції. До паливно-технологічних показників відносяться - кількість та видова структура палива, питомі атмосфероохоронні витрати, кількість вироблюваної енергії, коефіцієнт корисної дії енергоблоку. До економічних - собівартість виробленої енергії, платежі за забруднення навколишнього середовища. Оптимальними слід вважати такі характеристики роботи ТЕС, які забезпечують максимальне виробництво енергії при мінімальному споживанні палива та мінімальному забрудненні навколишнього середовища.

При переході на вугільну концепцію паливного забезпечення задача оптимізації стає досить актуальною. Для її вирішення в дисертації запропонована математична модель:

, (7)

при обмеженнях,

,

де P_jk - споживання палива j- го виду (газ, мазут, вугілля) на k-ому енергоблоці, грн;

N_k - виробництво енергії на k- му енергоблоці, Гкал(МВт г);

m_ijk - маса викидів забруднюючих речовин i- го виду від k-го енергоблоку при спалюванні j- го палива, т;

Be - екологічні витрати, грн.;

W - встановлена потужність енергоблоку,

N^min_k - мінімальний об'єм виробництва енергії, нижче якого робота енергоблоку стає нерентабельною.

Екологічні витрати розраховуються як сума атмосфероохоронних витрат і платежів за забруднення навколишнього середовища.

Модель (7) сумісної оптимізації паливно-технологічних та еколого-економічних показників не вирішується аналітичним методом. Для вирішення поставленої задачі пропонується метод ітерацій. Спочатку встановлюється вихідний вектор значень m_ijk¹. За допомогою методу невизначених множників Лагранжа обчислюється вектор значень N_k¹. Для визначеного набору N_k¹, що відповідають обмеженням (7), на другому кроці ітерації визначається вектор m_ijk ², і т.д.

Для практичної реалізації моделі (7) в дисертації запропоновані науково-методичні підходи до її інформаційного наповнення. Маса викидів забруднюючих речовин m_ijk розраховується за формулою (2) Екологічні витрати Ве - відповідно за нормативними документами, що регламентують порядок розрахунку платежів за забруднення навколошнього середовища. Показник P_jk можна розглядати як у натуральному так і у вартістному значенні. Для визначення вартості паливної складової 1КВт.год електроенергії пропонується формула:

, (8)

де Q - вартість однієї тони умовного палива, грн/т.у.п.;

ККД_jk - коефіцієнт корисної дії k- го енергоблоку при використанні j-го палива, %.

Якщо (8) підставити в модель (7), то за її допомогою можна оптимізувати вартісні значення паливно-технологічних та економічних показників. З використанням формули (8) були побудовані графіки (рис.4), які дозволяють встановити оптимальні співвідношення між паливною складовою в собівартості електроенергії, коефіцієнтом корисної дії енергоблоку і вартістю однієї тони умовного палива.

Рис. 2. Вартість паливної складової 1кВт^.ч в залежності від вартості одиниці умовного палива і ККД електростанції, грн/т.у.п.: 1-105; 2-150; 3-200210; 4-260; 5-300310.

Із рис. 2 видно, що для забезпечення паливної складової в собівартості електроенергії на рівні 8,2-8,7 коп/кВт.г, вартість вугілля не повинна перевищувати 200-210 грн/т.у.п.(при ККд енергоблока 30-32%). В разі, коли вартість вугілля для електростанції буде на рівні 300 грн/т.у.п. ( що відповідає середній собівартості вітчизняного вугілля), ККД енергоблоків повинен бути не менше 45%. При ККД 30% і ціні вугілля 300грн/т.у.п. - паливна складова в собівартості електроенергії буде складати більше 13 коп/кВт.г, що перевищує тарифи для житлово-комунальної сфери.

В дисертаційній роботі запропоновані науково-методичні підходи до вдосконалення еколого-економічної експертизи проектних рішень по реконструкції ТЕС. В основу комплексної еколого-економічної експертизи покладено визначення нормалізованого по масі викидів коефіцієнту небезпеки шкідливих речовин, що входять до складу димових газів ТЕС. При визначенні ефективного способу знешкодження викижів димових газів перевагу слід віддавати тому, який забезпечує мексимальне скорочення викидів найбільш шкідливих речовин при мінімальних витратах.

В дисертаційній роботі проведене порівняння п'яти технологій очищення димових газів ТЕС, що працює на вугіллі з вмістом сірки 3,5%. Результати розрахунків наведені в табл.4.

Таблиця 4. Результати еколого-економічної експертизи технологій знешкодження димових викидів від вугільних ТЕС

Технологія	Питомий викид домішок, кг/кВт-г	Скорочення пит. викиду домішок у порівнянні з технологією № 1, кг/кВг.г	Витрати на скорочення пит. викидів домішок, дол. /кВт. г	Скорочення вартості/скорочення домішок, дол. /кг. 106
1	2	3	4	5
1	23800
2	9800	14000	0,0035	0,179
3	1636	22 164	0,0046	0,208
4	1406	22394	0,0047	0,210
5	930	22870	0,0061	0,267

- базовий (передбачене тільки видалення 70% золи);

- фізичне очищення вугілля;

- очищення топкових газів суспензією вапняку;

- очищення топкових газів суспензією вапняку з добавкою адипинової кислоти;

- фізичне очищення вугілля та очищення топкових газів суспензією вапняку з добавкою адипинової кислоти.

Із таблиці 4 видно, що застосування комбінованого методу очищення (технологія № 5) призводить до зниження потенційної небезпеки викидів вугільної ТЕС для населення приблизно в 25 разів у порівнянні з базовою технологією № 1. В третьому стовпчику подпане зменшення викиду забруднюючих домішок при застосуванні технологій №№ 2-5 у порівнянні з технологією №1. В четвертому стовпчику - витрати на очищення по кожній з технологій, нормалізовані по витратах для технології №1 (відношення відповідних показників цього і попереднього стовпчика дає зменшення витрат у розрахунку на одиницю скорочення викидів забруднюючих речовин у навколошнє середовище і приведено в останньому стовпчику).

З економічної точки зору кращою із технологій є та, що забезпечує найбільше зниження питомих викидів (приведених за допомогою коефіцієнту небезпеки шкідливих речовин) при мінімальних витратах. Очевидно, що цьому критерію задовольняє технологія № 2.

Комплексна економічна експертиза об'єктів ТЕС дозволяє оцінити ефективність атмосфероохранних технологій у теплоенергетиці при переорієнтуванні ТЕС на вугільну концепцію паливного забезпечення.

Висновки

Узагальнення науково-методичних та практичних результатів, викладених у дисертації, дозволили зробити наступні висновки:

- в структурі паливного балансу теплових електростанцій України переважає газомазутне паливо : газ - 47,8%; мазут - 20,8%; вугілля - 31,4%;

- для забезпечення національної безпеки в галузі енергетики доцільно розвивати вугільну стратегію паливного забезпечення теплових електростанцій України, орієнтуючись, при цьому, на споживання вітчизняного вугілля;

- прогноз цін на газ, мазут та вугілля свідчить, що при збільшенні в структурі споживання палива питомої ваги вугілля приблизно до сорока відсотків, можливе зниження собівартості теплової енергії на 12-15%;

- розрахунки показують, що збільшення споживання тепловими електростанціями мазуту та вугілля на 1% приводить до збільшення викидів забруднюючих речовин на 0,77% та 0,93% відповідно;

- додаткові атмосфероохоронні витрати суттєво впливають на собівартість тепла та електроенергії і можуть збільшувати її на 5-7%, зокрема, збільшення собівартості теплової енергії на 5-7% може привести до зниження рентабельності роботи генеруючих компаній до рівня 4-5%, що не зможе забезпечити навіть просте відтворення основних виробничих фондів;

- для проведення комплексної еколого-економічної експертизи проектних рішень реконструкції теплових електростанцій доцільно використовувати запропоновану в дисертації систему оціночних коефіцієнтів, що дозволяють установити взаємозв'язок між кількістю та якістю спожитого палива, рівнем додаткових атмосфероохоронних витрат та собівартістю теплової і електричної енергії.

Отримані в роботі результати можуть бути використані:

- Кабінетом Міністрів України, Міністерством економіки, Міністерством палива та енергетики при розробці державної програми розвитку паливно-енергетичного комплексу України;

- Верховною Радою України при розробці законодавчих актів в галузі ресурсокористування, енергозабезпечення, інвестування промисловості;

- енергогенеруючими підприємствами і компаніями при управлінні собівартістю теплової та електричної енергії.

Список опублікованих праць

1. Яструбинский В.И. Оценка затрат на очистку отходящих газов ТЭС// Вісник Сумського державного університету, 1998. -№ 3. -С. 46-49.

2. Телиженко А.М., Яструбинский В.И. Экологическая оценка воздействия тепловых электростанций на окружающую среду. - Сумы: ИПП “Мрія-1”ЛТД, 1999. - 76 с.

3. Телиженко А.М., Яструбинский В.И. Оценка выбросов окислов азота на тепловых электростанциях // Вісник Сумського державного університету, 1998. - № 3. -С. 109-112.

4. Яструбинский В.И. Экологическая характеристика энергетических углей // Вісник Сумського державного університету, 1999. - № 3. -С. 23-28.

5. Телиженко А.М., Яструбинский В.И. Влияние объектов теплоэнергетики на сельскохозяйственное производство // Труды международн. Научн.-практич. конференции “Экономические проблемы производства и потребления экологически чистой продукции АПК”, - Сумы, 1999. - С. 147-151.

6. Яструбинский В.И. Влияние природоохранных затрат на себестоимость тепловой энергии // Збірник наукових праць: Механізм регулювання економіки, економіка прирордокористування, економіка підприємств та організація виробництва, Вип. 2, 1999, Суми, Вид-во СумДУ, 1999. - C. 64-67.

Размещено на Allbest.ru

...