Эколого-экономическая оценка эффективности предприятий подземной газификации угля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.19, кандидат экономических наук Грабская, Е. П.

• Грабская, Е. П.
• кандидат экономических наук
• 1994

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Грабская, Е. П.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Отечественный и мировой опыт освоения ЛГУ.

1.2. Основные экономические параметры существующих предприятий ПГУ.

Выводы по 1 главе.

2. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ.

2.1. Основные технологические принципы совершенствования предприятий ПГУ.

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

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

Выводы по 2 главе.

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

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

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

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

Выводы по 3 главе.

4. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМЙЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ ЭНЕРГОХИМИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПГУ.

4.1 Анализ результатов технико-экономической оценки эффективности предприятий ПГУ.

4.2. Сравнительная оценка старой и новой технологии ПГУ.

4.3. Экономическая оценка предприятий подземной газификации угля различной мощности.

4.3.1.Экономическая оценка предприятий ПГУ на воздушном дутье.

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

4.4. Сравнение технологии ПГУ с традиционными способами добычи угля.

Выводы по 4 главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эколого-экономическая оценка эффективности предприятий подземной газификации угля»

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

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

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

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

Традиционной технологии ПГУ присущ ряд недостатков: не

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

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

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

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

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

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

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

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

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

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

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

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

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

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

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

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

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

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

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

I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

Заключение диссертации по теме «Экономика природопользования и охраны окружающей среды», Грабская, Е. П.

Выводы по четвертой главе.

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

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

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

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

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

- 168

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

5. На примере угледобывающих производств Приморского края

• показана перспективность строительства предприятий ПГУ в данном регионе.

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

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

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

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

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

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

- общее снижение себестоимости составило 25%.

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

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

6 результате выполненных исследований решена актуальная

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

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

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

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

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

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

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

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

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

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

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Грабская, Е. П., 1994 год

1. Альтшулер М.М.}Шмакова Е.К. К вопросу об эффективности подземной газификации углей в Подмосковном бассейне // Подземная газификация углей.- 1957.- N 2.- С. 105-110.

2. Альтшулер М.М. Методология определения экономической эффективности подземной газификации углей //Подземная газификация углей.- 1957.- N 4.- С. 63-67.

3. Альтшулер М.М.,Бруштейн Н.З.,Арандаренко Н.Ф. К воп• росу об экономической эффективности применения обогащенного дутья в промышленной газификации бурых углей //Подземная газификация углей.- 1959.- N 1,- С. 57-72.

4. Арене В.Ж, Петренко Е.В. Состояние и перспективы подземной газификации угля // Уголь. 1981. Мб. - С. 20-22.

5. Aiman W.R,, Cena R.I., Hill R.W. et al. Highlights of the Hoe Creek no. 3 underground coal gazification experiment // In situ. 1980. - V. 4, N 2.

6. Астахов А.С. Факторы возможного повышения роли угля в долгосрочном топливно-энергетическом балансе.- В кн."Энергетика. Топливо. Достижения и перспективы. -М.: Международный центр• научно-технической информации, 1977.- с.39-40.

7. Baily A.Sinth.Fuels Lect.Course Joint Res.Centre, Ispra,May 7-11,1984.

8. Багриновский К.А., Прокопова В.А. и др. Имитационные системы принятия экономических решений. М.: Наука - 1989.-162 с.

9. Багриновский К.А., Егорова Н.Е. Имитационные системы в• планировании экономических объектов М.: Наука - 1980.

10. Бакулев Г.Д. Подземная газификация углей в СССР и за рубежом.- М.:Углетехиздат,1957.- 65 с.

11. Бакулев Г.Д. Экономический анализ подземной газификации углей. М.: Издательство АН СССР, 1957.- С. 134.

12. Богуславский Э.И. Экономико-математическое моделирование систем извлечения и использования тепла земли. Л., 1981. -102 с.

13. Бруштейн Н.З. Увеличение пропускной способности и выбор экономного диаметра скважин // Подземная газификация уг• лей. 1955.- N 7.- С. 27-25.

14. Бурчаков А.С., Воробьев Б.М., МалкинА.С. и др. Проектирование и комплексная оптимизация параметров шахт. М.: Недра, 1972. - 368с.

15. Временные методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий научно-технического прогресса в угольной промышленности.-М.:ЦНЙЭИуголь, 1990.- 327 с.

16. Временные критерии пригодности угольных месторождений для подземной газификации. М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1986.

17. Гаркуша И.С., Альтшулер М.М. Методика определения народнохозяйственной эффективности подземной газификации уг• лей//Науч.тр./ ВНИИПодземгаза.-М.,1960.-Вып.З.- С. 130-138.

18. Гвоздев А.П. К методологии определения народно-хозяйственной эффективности подземной газификации углей //Подземная газификация углей.- 1958.- N1.- С. 72-74.

19. Глушков А.И., Кондырев Б.И. Особенности и роль интенсивных технологий получения минерального сырья и энергии на Дальнем Востоке.- Владивосток. ДЛИ им.В.В.Куйбышева, 1987.• 33с.

20. Горстко А.Б. К вопросу о содержании понятия имитационное моделирование. В кн.: Имитационное моделирование экономических систем. - М.: Наука - 1978.

21. Грабская Е.П. Основные элементы экономической модели энергохимического предприятия "Подземгаз" // Научные сообщения/ ИГД им.А.А.Скочинского.- 1994. Вып.295. - С.99-111.

22. Дворникова Е.В. Исследование особенностей взаимодействия продуктов газификации угольных пластов и подземных вод // Науч.сообщ./Ин-т горн.дела им.А. А.Скочинского.- 1994.• Вып.295. С.48-56.

23. Draffin C.W. National underground coal convesion program overview //J. Petrol. Technol. 1980. - V. 32, N 1.

24. Ершова H.A. Экономическая эффективность производства и исследования синтетического газа из углей. Автореф.дис.к.э.н. М.: МГИ. 1987. 23 с.

25. Закуцкий И.П.,Круглов О.П. Подземная газификация каменных углей в Донбассе.М.: Углетехиздат. 1957.- 23 с.

26. Zvyaghintsev К. Underground gasification of the coal in the USSR. Proc. of the third IIASA Conference on Energy Resources: Future Coal Supply for the World Energy• Balance,Nov.28 Dec.2,1977,Pergamon Press,p.239-260.

27. Zvyaghintsev K. Trends of development of underground coal gazifikation in the USSR. Energy Technology VII,

28. Expanding Supplien and conservation.Proc.of the Seventh Energu Technology Conference,March 24-26,1980,Washington,p.992-1003.

29. Звягинцев K.H., Крейнин E.B. Предложения по развитию опытных работ по подземной газификации углей в России• //Сб.докладов: Семинар по подземной газификации углей.-Кемерово,1992. С.19-25.

30. Исследовать народнохозяйственную эффективность строительства станций "Подземгаз" различной мощности в Подмосковном бассейне. Часть I и II. ПНИУИ.Новомосковск: 1989.- С.125.

31. Исследование процесса гидравлического разрыва каменноугольных пластов на глубине больше 250 м (Н.А.Федоров, А.В.Дмитриев, С.В.Лукьянов и др.) / Труды БНИИПромгаза. -М. :1962. Вып.6 - С. 62-78.

32. Казак В.Н. и др. Подземная газификация углей в• СССР.-М.: ЦНИЭИуголь, 1990.- 95 с.

33. Kassler P.et.al. Erdol-Erdgass-Kohle,1987,103, с.190-194.

34. Корнеев М.М.,Прутковский Е.И. Использование газа подземной газификации углей в мощных парогазовых установках // Электрические станции.- 1961.- N 2.- С. 22-27.

35. Крапчин И.П. Экономика переработки углей.- М.: Недра.- 1987. 214с.

36. Крейнин Е.В. Подземная газификация углей как один из вариантов экологически чистого энергетического предприятия// Теплоэнергетика.- 1991.- N 4.- С.17.

37. Крейнин Е.В. Состояние и перспективы подземной газифи• кации углей // Уголь.- 1991. N 6. - С. 11-14.

38. Крейнин Е.В., Звягинцев К.Н. Тенденции производства заменителя природного газа методом подземной переработки углей // Химия твердого топлива.- 1978.- N в.- С.93-96.

39. Крейнин Е.В. Современное состояние и тенденции развития подземной газификации углей // Химия твёрдого топлива. -1992.- N2.- С.78-85.

40. Крейнин Е.В., Звягинцев К.Н., Гаркуша М.С. Подземный газогенератор под давлением перспективное направление бесшахтной разработки угольных месторождений // Уголь.- 1990,• N 7.- С. 21-22.

41. Крейнин Е.В. Научные и инженерные проблемы совершенствования подземной газификации угольных пластов // Горный вестник. 1993. N 1 С. 63-65.

42. Крейнин Е.В., Дворникова Е.В. Загрязняются ли подземные воды при газификации угольных пластов? // Уголь.1993. N 4 с.39-40.

43. Крейнин Е.В., Чекина В.Б., Грабская Е.П. Эколого-экономическое сравнение традиционных и нетрадиционных способов добычи и сжигания угля // Горный вестник. 1994.- N 1 С.63-67.

44. Кулиш Е.Д. Подземная газификация подмосковных бурых• углей. М.: Углетехиздат. 1958.- С. 38.

45. Лещинер Р.Е. Экономическая эффективность подземной газификации углей в отдельных районах СССР // Научные труды / ВНШподземгаэ. -М. 1961.-Вып.4.- С. 93-94.

46. Менделеев Д. И. Будущая сила, покоящаяся на берегу Донца.- Северный вестник,СПБ,1888, N 8.

47. Научно-технический отчет "Обобщение и прогноз экологического воздействия предприятия ПГУ на окружающую среду". НТП "Пилот". М.: 1990 Г. 1610.

48. Отчёт о научно-исследовательской работе "Разработать методы выделения газового конденсата подземной газификации углей фенола, аммиака и использование смолы газового конденсата. СКТБ "Природа". Кемерово: -1987г.- 107с.

49. Отчёт о НИР "Оценка гидравлической и энергетической• эффективности нагнетательно-отсосной системы подземной газификации углей". ИГД им.А.А.Скочинского. Люберцы: 1993г.- 58 с.

50. Отчет о НИС "Экологически чистое предприятие по производству новых видов энергоносителей на базе подземной газификации угля". ИГД им.А.А.Скочинского. Люберцы: 1993 г. 156с.

51. Певзнер М.Е. Горно-экологический мониторинг окружающей среды // Горный журнал. 1994. - N 6.- С. 48-51.

52. ПетренкоЕ. В., Салтыков И.М. Подземная газификация как прогрессивная технология использования угли'// Уголь.-1988. -N2.- С.15-17.

53. Петросов А.А. Моделирование и оптимизация процессовна рудниках.- М.: Недра, 1978. 204с.

54. Петросов А.А. Исследование операций в горной промышленности." М.: МГИ, 1976. 110с.

55. Приведенные затраты на топливо и энергию. М.: Госплан, 1986.

56. Проектные проработки строительства опытно-промышленного участка Южно-Абинской станции "Подземгаз" производственного объединения "Киселёвскуголь"// Пояснительная записка. Донецк 1990г.- 222с.

57. Разработать комплекс задач для микроэвм и выполнить расчеты экономического ущерба: Отчет // ВНИЙОСуголь.- Пермь,1989.

58. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л: Гидрометеоиздат. 1986.

59. Синглтон А. Доклад на совещании по государственной энергетической стратегии. Лунсвилл,Кентукки.-1989.8 сентября С. 20.

60. Ф 68. Скафа П.В. Подземная газификация углей.- МгГосгортехиздат,1960.

61. Скафа П.В. Сравнение способов разработки угольных месторождений Кузбасса и использования топлива при выработке электроэнергии // Подземная газификация углей.- 1958.- N 3.-С.58-65.

62. Степанов А.Е., Рублевский Н.Т., Поляков В.Н. Энергетические аспекты подземной газификации углей и сланцев. Киев: ЙПМЭ АН УССР - 1987. - 28с.

63. Чекина В.Б. Экологическая оценка подземной газификацииугля в сравнении с традиционными способами добычи // Научные сообщения / Институт горного дела им.А.А.Скочинского.- М.1994. С. 112-124.

64. Фёдоров Н.А. Исследование некоторых вопросов бесшахтной подготовки каменноугольных пластов к газификации //Подземная газификация углей.- 1959.- N 1.- С. 26-30.

65. Фёдоров Н.А. Исследование движения очага горения в целевых каналах каменноугольных пластов при сбойке скважин // Труды ВНИИПромгаза.-М.: I960.- Вып.2.- С. 28-36.

66. Шмакова Е.К. Экономическая эффективность подземной газификации бурых углей по схеме с термической подготовкойпласта угля // Подземная газификация углей.-1958.-N4.-С.70-71.

67. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем -искусство и наука. М.: Мир - 1972.