1.2 Экологические эффекты деятельности предприятий горнопромышленного комплекса местного значения: состояние и перспективы развития
Развитие ГПК МЗ в первую очередь связано с развитием строительной промышленности, которая является одной из базовых в российской экономике (Таблица 1.2). Ее значение можно выразить через несколько ключевых положений.
Во-первых, она обеспечивает население страны значительным количеством рабочих мест. Более 7% населения занято в этом секторе экономики [358]. Во-вторых, от объемов строительства зависит качество жизни населения (увеличение площади жилья на 1 человека). В-третьих, строительство создает базу для развития ряда ресурсообеспечивающих отраслей и сферы услуг. В-четвертых, реализация крупных строительных проектов, таких, как жилые комплексы, привлекает в регион новых жителей.Таблица 1.2 - Доля строительной отрасли в ВВП__________
Год | Доля Строительства в ВВП, % | Год | Доля Строительства в ВВП, % |
2002 | 4,74 | 2010 | 5,59 |
2003 | 5,32 | 2011 | 7,04 |
2004 | 4,97 | 2012 | 6,40 |
2005 | 4,58 | 2013 | 6,08 |
2006 | 4,47 | 2014 | 5,91 |
2007 | 4,91 | 2015 | 5,69 |
2008 | 5,39 | 2016 | 5,72 |
2009 | 5,42 | 2017 | 5,74 |
Составлено автором на основе [358].
С другой стороны, расширение строительства является прямым и косвенным фактором повышения антропогенного воздействия на окружающую среду. К прямому воздействию строительства и ГПК МЗ на окружающую среду относятся непосредственно сами реализуемые проекты. Несмотря на тенденцию к внедрению экологичных технологий, нередки ситуации, когда требования надзорных органов исполняются только на бумаге, примеры чего можно увидеть в СМИ [91, 207].
К косвенному воздействию можно отнести необходимость увеличения производства строительного сырья, что можно увидеть на примере цемента (Рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 - Зависимость между объемами производства цемента и объемами строительства
Составлено автором на основе [358].
Так, с 2000 по 2014 гг. объем производства цемента в России увеличился в 2,1 раза, а по данным работы [417], к 2020 производство цемента вырастет, как минимум, до 90 млн.т. в год (в 1,5 раза). Вместе с тем, по некоторым оценка [371], около 75-80% мощностей цементной промышленности России требуют модернизации, что может обойтись в более, чем 6,5 млрд. евро.
Большая часть крупных российских цементных заводов функционирует с использованием оборудования, созданного еще во времена СССР (таблица 1.3), что говорит о их низком уровне экологической защиты. Так, например, известно, что цементная промышленность формирует порядка 5% суммарных выбросов CO2 в атмосферу, который, при наличии современных технологий улавливания, мог бы быть использован других отраслях экономики [409]. При этом, наибольшая часть выбросов (около 83%) приходится на сжигание топлива для печи и химические реакции в процессе обжига клинкера [345].
Таблица 1.3 - Уровень износа основных фондов цементных заводов
Суммарная производственная мощность, млн.т. | Распределение по срокам эксплуатации основных фондов, млн.т. | |||
Более 55 лет | 55-35 лет | 35-25 лет | менее 25 лет | |
100.1 | 25.8 | 43.5 | 5.4 | 25.4 |
Составлено автором на основе [46, 64].
Подобные технологии являются актуальными для России, особенно, в виду того, что в апреле 2016 года Россия подписала Парижское соглашение о снижении объемов выбросов загрязняющих веществ. Несмотря на бурную критику в адрес этого соглашения, оно является важным шагом России по взятию обязательств экологического характера перед международным сообществом.
Увеличение объемов производства цемента определяет необходимость увеличения объемов добычи глины и известняка, которые, на сегодняшний день, являются ключевыми составляющими для его производства. Согласно законодательству Российской Федерации, глина и известняк относятся к общераспространенным полезным ископаемым, добыча которых считается относительно безопасной для окружающей среды. Однако с увеличением объемов добычи и введением в разработку новых месторождений возрастает и площадь нарушенных и загрязненных земель. Кроме того, из-за высокой доли транспортных расходов в конечной стоимости строительных материалов, в разработку вовлекаются месторождения в непосредственной близости от районов интенсивного строительства, которые, как правило достаточно густо населены [394].
Добыча глины и известняка осуществляется, как правило, открытым способом, который оказывает значительное негативное воздействие на экологическую обстановку в зоне ведения горных работ: загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод, формирование обширных депрес- сионных воронок и т.д. При этом, учитывая крайне «мягкий» механизм мониторинга выбросов загрязняющих веществ и несовершенной системой налогообложения, единственным существенным препятствием к разработке ме
сторождений нерудных полезных ископаемых является процесс изъятия земель под производственные нужды.
Основное воздействие разработки месторождений открытым способом заключается в уничтожении природных объектов в пределах карьера, и на территории формирования отвалов вскрышных пород. За его пределами основное воздействие связано с пылением отвалов и выбросами загрязняющих веществ от двигателей дорожно-строительной техники, автотранспорта и буровзрывных работ.
Существует риск загрязнения и изменения химического состава подземных вод[287].Известняк
Возможным компромиссом могло бы стать внедрение технологий добычи без использования буровзрывных работ, а также повышение требований к используемому оборудованию. В работах [414,374] предлагается разработка месторождений известняка камерно-столбовым способом, что по утверждению авторов возможно без потери экономической эффективности производства, особенно в северных регионах, характеризующихся тяжелыми природно-климатическими условиями [373].
В мировой практике существует множество примеров разработки месторождений известняка подземным способом, к примеру, в некоторых регионах США[353], Корее [420],ряде Европейских стран [348] и др.
В [339] отмечается, что добыча известняка подземным способом имеет некоторые преимущества по сравнению с карьерной добычей, особенно, если месторождение располагается вблизи населенных пунктов, где предъявляются особые требования к уровню шума, вибраций и выбросов загрязняющих веществ.
Затрагивая вопрос об отказе от применения буровзрывных работ отметим, что существует практика разрыхления породы современными тяжелыми экскаваторными машинами, либо фрезерными комбайнами [352].Подобные экскаваторы применяются, когда залежи известняка находятся в местах с высокой плотностью населения. Метод также оправдывает себя, когда касается
влияния производства на окружающую среду, так как он уменьшает долю вредных выбросов в атмосферу [340].
Существенное преимущество подобных экскаваторов заключается в повышении гибкости производственного процесса, что особо важно при необходимости осуществления селективной выемки. Исследования показывают, что наиболее эффективным является использование современных гидравлических экскаваторов [402], хотя, безусловно, многое зависит от специфики разработки конкретного месторождения.
Глины
Как правило, глина добывается открытым способом в карьерах различной глубины экскаваторами. Процесс добычи глины почти полностью автоматизирован.
Глина относится к мягким полезным ископаемым; при низких (отрицательных) температурах она твердеет, что вызывает потребность в применении различных приемов и способов утепления.Одной из основных проблем открытой добычи глин в России, помимо указанных ранее, является нерациональное использование производственных территорий после исчерпания запасов месторождения, например, в качестве несанкционированных свалок [159]. Подобная ситуация характерна не только для России, в работе [403] отмечается, что отсутствие рекультивационных работ после окончания отработки месторождений глины - одна из основных проблем добычи глин в Гане.
Отметим, что проблемы совершенствования технологий добычи глины, практически не освещены в научной литературе, несмотря на отсутствие реальной альтернативы карьерной добычи, в отличие от большинства других нерудных полезных ископаемых. Это связано, по нашему мнению, с незначительной экономической ролью этой отрасли в национальных экономиках (без учета эффекта в сопряженных отраслях).
Производство цемента
Технологии производства цемента
Сырьем для производства цемента являются карбонатные породы (известняки, мел, мергели, мрамор), глинистых пород (глины, суглинки, глинистые сланцы) и различные добавки (опоки, диатомиты, трепелы).
Производство цемента состоит из двух основных этапов: производство клинкера и измельчение клинкера. В зависимости от способа подготовки сырьевых смесей различают сухой, мокрый и комбинированный способы производства клинкера. При мокром способе измельчение сырья производят в водной среде, при сухом - исходная смесь получается в виде порошка, а комбинированный способ - «промежуточная» технологическая цепочка, которая может быть основана на одном из двух указанных способов. Наибольший удельный вес в российской цементной промышленности занимает мокрый способ производства (таблица 1.4).
Таблица 1.4 - Структура печного парка_________________
Печи | Доля печей, % | % мощности |
«Мокрые» | 85 | 83 |
«Сухие» | 9 | 17 |
«Шахтные» | 6 | 0 |
Составлено автором на основе [371].
При этом, если сравнивать эффективность этих способов, то наиболее предпочтительным является сухой способ производства, доля которого, например, в Японии достигает 100%, в Индии - 93%, в Европе - 90% (в среднем), в США - 82% [397].
В связи с этим закономерной является тенденция к наращиванию в России мощностей по сухому методу производства цемента.Многими российскими авторами сухой способ производства цемента рассматривается, как панацея для цементной промышленности страны. Однако, хотелось бы подчеркнуть, что существуют и альтернативные аспекты развития отрасли. В качестве примера относительно низкоэффективного сухого производства цемента может быть рассмотрена ситуация в Китае [379]. Решение о реализации тех или иных проектов должно основываться не только на стремлении к адаптации зарубежного опыта, но и на тщательном изучении экологической и экономической ситуации в регионе реализации.
Заменители клинкера
В себестоимости цемента до 80% приходится на стоимость клинкера, которые, частично, включают затраты на топливо (20% себестоимости цемента). При этом, порядка 40% потребляемой при производстве энергии расходуется на помол цемента [350]. В связи с этим актуальными являются технологии производства бесклинкерного цемента, которые позволяют сократить, как объемы выбросов вредных веществ, так и объем потребляемых сырьевых ресурсов [385].
В CCCР доля отходов в производстве цемента достигала 26 % (1980 г.), т. е. из 137 млн.т. сырьевых материалов, 36 млн.т. на отходы горнодобывающих и перерабатывающих отраслей (например, доменные шлаки). В настоящее время этот показатель по разным причинам снизился до 15 % — 17 % [80].
Энергоэффективность цементных заводов
Другим направлением развития цементной промышленности является повышение энергоэффективности предприятий отрасли [419]. Например, в работе [369] показана высокая степень зависимости экономических результатов цементной промышленности отналичие энергосберегающих технологий.
Помимо того, что мокрый способ производства цемента сам по себе является энергоемким, в цементной промышленности России используются такие виды топлива, как природный газ (88%), уголь (11%) и горючие сланцы (1 %), стоимость которых характеризуется ежегодным стабильным ростом. Энергозатраты российских цементных заводов показаны в таблице 1.5.
Отметим, что переход к сухому способу производства цемента, стремление к развитию заменителей клинкера и активная политика в области энергосбережения (помимо получения ощутимого экономического эффекта) обусловлены стремлением к снижению объема выбросов CO2. В связи с этим, проблема устойчивого развития цементной промышленности должна решаться с учетом межотраслевого взаимодействия.
Таблица 1.5 - Энергоемкость технологий производства цемента
Тип производства | Год ввода в эксплуатацию | Средний годовой удельный расход топлива, кг.у.т./т. клинкера | Средний годовой удельный расход электроэнергии, кВт ч/ т. цемента | Средние приведенные энергозатраты, кг.у.т./т. цемента |
Сухой | до 1989 | 146,6 | 154,6 | 198,2 |
после 2008 | 106,4 | 122,5 | 147,4 | |
Мокрый | после 2008 | 189,2 | 121,9 | 229,6 |
Combine | 147,2 | 99,6 | 180,6 |
Составлено автором на основе [338].
Перспективные технологии в государственных документах
В [338] выделены 16 «наилучших доступных технологий», внедрение которых может повысить устойчивость развития цементной промышленности России. Ниже перечислены основные из них (некоторые технологии, уже были упомянуты нами ранее):
- развитие заменителей клинкера;
- развитие технологий сухого производства цемента на основе современной научно-технологической базы;
- использование отходов в качестве энергоресурсов;
- объединение цементных заводов с теплогенерирующими предприятиями для выработки дополнительного количества тепла;
- разработка, реализация, поддерживание в рабочем состоянии и постоянное выполнение определенных требований системы энергетического и экологического менеджмента;
- использование на предприятиях современных фильтрационных систем, и реализация мероприятий по снижению выбросов пыли;
- снижение уровня выбросов газообразных веществ: NOx, SO2, CO2 и пр.;
- внедрение технологий, позволяющих снизить уровень шума от производства;
- разработка положений и реализация процесса регулярного мониторинга и измерения параметров и выбросов.
Необходимо отметить комплексный и детальный характер этого документа, что отражается в предложении конкретных мер по каждому указанному пункту. В том числе авторами предусматривается развитие системы межотраслевого взаимодействия. Однако, реализация всех предлагаемых технологий на каждом новом/модернизируемом предприятии является сомнительным в виду отсутствия у России свободного рынка технологий.
Мы склонны согласиться, по крайней мере, в том, что развитие отрасли должно осуществляться с разработки ряда нормативных документов, детально описывающих процесс функционирования цементных заводов.
Схожие идеи, хоть и в более ограниченной форме изложены в источнике [368], где перспективные технологии разделены на четыре сегмента: тепло- и электроэффективность, альтернативная энергия, заменители клинкера, захват и захоронение CO2.
Таким образом, анализ перспективных технологий развития цементной промышленности показывает, что, даже при массовом внедрении заменителей клинкера, спрос на известняк и глину в ближайшие годы снизится незначительно, что видно исходя из опыта СССР, где только треть сырья обеспечивалась за счет отходов производств.
Развитие подземной добычи известняка может быть перспективной для широкого внедрения, однако, несмотря на потенциально равную себестоимость производства, практика ведения горных работ говорит о значительно более высоком объеме капитальных затрат, требуемых, к примеру, для реализации камерно-столбовой системы разработки месторождения, чем при открытой разработке. В российских условиях подобные проекты могут быть апробированы, в первую очередь, в условиях северных регионов на основе опыта уже функционирующих предприятий.
Перспективными и реальными для внедрения в сегодняшней ситуация являются безвзрывные способы добычи известняка, учитывая имеющийся опыт их применения, а также наличие необходимых технологий на российском рынке.
Решение проблем повышения эффективности разработки месторождений глины и известняка, в первую очередь, с совершенствования нормативно-правовых документов в области рационального природопользования. Необходима разработка стратегии развития отрасли, которая позволит реализовать капиталоемкие экологические проекты без потери конкурентоспособности предприятий, как на региональном, так и на международном уровне, в том числе мероприятия по рекультивации земель.
Российская цементная промышленность, в основном, функционирует с использованием мокрого способа производства цемента. Несмотря на наличие определенной тенденции к переходу на более эффективные технологии (сухое производство и комбинированное), требуемые инвестиции являются существенным сдерживающим фактором для развития отрасли.
Повышение энергоэффективности цементных заводов - один из ключевых трендов развития отрасли. Перспективным с нашей точки зрения является объединение заводов с энергетическими предприятиями. Кроме того, на базе российской научно-технологической базы возможно снижение стоимости энергетического сырья за счет реализации потенциала местных энергоресурсов.
Учитывая энергоемкость и капиталоемкость процесса производства клинкера, а также колоссальные объемы накопленных отходов перерабатывающих производств [399], с высокой долей вероятности можно утверждать о возможности развития технологий с использованием заменителей клинкера в ближайшие годы.
Строительной промышленностью Ленинградской области выпускается более 12,6 млн. м3 щебня в год. При этом около 30,7% горной породы уходит в отходы (отсевы), что составляет примерно 6,4 млн. м3. В Ленинградской области производством гранитного щебня занимаются 8 предприятий, которые накопили около 18 млн м3 песков-отсевов, занимающих большие площади земель, которые зачастую невозможно рекультивировать [205].
Песок из отсевов дробления может быть использован по трем основным направлениям:
1. Утилизация, как отхода, полученного в ходе прямой хозяйственной деятельности горнодобывающих предприятий;
2. Реализация в качестве готовой продукции фр.0-5,0;
3. Вторичная переработка (обогащение) и дальнейшая реализация продукции более высокого уровня передела. К такой продукции относится: мелкий заполнитель при приготовлении асфальтобетонов и цементобетонов; мелкий заполнитель при приготовлении щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей; смесь для расклинки щебеночных слоев дорожной одежды; грунт земляного полотна; добавка к сухим смесям и строительным растворам; антигололёдный реагент; декоративная подсыпка
В этой связи для целей стратегического планирования и обеспечения экологосблансированного и инновационного развития ГПК МЗ необходимо комплексно использовать полезные компоненты, увеличивая объем продукции высокого уровня предела из техногенных отходов и, в частности, песков- отсевов.
1.3
Еще по теме 1.2 Экологические эффекты деятельности предприятий горнопромышленного комплекса местного значения: состояние и перспективы развития:
- Проблемы сбалансированного развития горнопромышленного комплекса местного значения
- Базовые принципы формирования стратегии развития горнопромышленного комплекса местного значения
- Механизм реализации стратегии развития горнопромышленного комплекса местного значения
- Принципы стратегического планирования и программирования развития горнопромышленных комплексов местного значения
- Концептуальные подходы к стратегическому управлению горнопромышленным комплексом местного значения
- Влияние транспортной инфраструктуры на инвестиционную привлекательность реализации проектов горнопромышленного комплекса местного значения
- Оценка инвестиционной привлекательности проектов горнопромышленного комплекса местного значения (на примере месторождений глин и торфа)
- 6.1 Формирование целей региональных властей в сфере развития горнопромышленного комплекса и их декомпозиция
- Инфраструктурные и геолого-технические факторы, определяющие инвестиционную привлекательность проектов горно-промышленного комплекса местного значения
- Комплекс показателей финансового состояния предприятия
- 24.2. Экономика предприятия факторы развития и роста продуктивности и снижения издержек производства; сбыт продукции, финансовая деятельность предприятия, предпринимательство, планирование и регулирование предпринимательской деятельности предприятий; организация материально-технического обеспечения предприятий
- 12.З. Состояние инновационной деятельности в нефтегазовом комплексе России
- 2.5. Структура мировой экономики горнопромышленного комплекса
- §3. Современное состояние и перспективы развития России
- Исследование современного состояния и тенденций развития агропромышленного комплекса региона
- 1.1. Состояние, проблемы и перспективы развития ТЭК
- § 2.2. Современное состояние и перспективы развития лизингового финансирования