ГЛАВА 7
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Актуальность вопросов защиты окружающей среды от вредных выбросов, образующихся в результате строительства и эксплуатации энергетических объектов, возрастает с каждым годом. Это находит свое отражение, в частности, и в увеличении числа публикаций по данной теме. Достаточно отметить, что только в последние годы выпущен ряд книг, в которых серьезное внимание уделено как техническим, так и экономическим аспектам защиты окружающей среды от вредных выбросов промышленных и в том числе энергетических объектов [3, 14, 60, 65, 80].
Одним из важных аспектов защиты окружающей среды является предотвращение загрязнения воздушного бассейна вредными выбросами ТЭС и котельных. Данную задачу нужно решать с учетом необходимости выполнения санитарно-гигиенических нормативов на качество атмосферного воздуха путем применения специальных природоохранных мероприятий на ТЭС и в котельных.
Эти мероприятия являются составной частью современного процесса производства теплоты и электроэнергии, и затраты на них учитываются в экономических показателях предприятия. В связи с этим основные критерии обоснования эффективности капитальных вложений в энергетические объекты в равной степени справедливы и при оценке эффективности капиталовложений в осуществляемые на них природоохранные мероприятия.
Вместе с тем методы экономического обоснования способов защиты окружающей среды характеризуются определенной спецификой, так как затраты на мероприятия, обеспечивающие выполнение санитарно-гигиенических нормативов или снижение существующего уровня загрязнения окружающей среды, приводят к последствиям, имеющим многоотраслевой характер. Внедрение природоохранных мероприятий в энергетике ведет к изменению технико-экономических показателей производства энергии, к увеличению количества уловленных вредных веществ и созданию предпосылок для их полезного использования, к уменьшению ущерба от загрязнений в различных отраслях народного хозяйства.
Не все последствия предотвращения или снижения загрязнения воздушной среды имеют стоимостную оценку. Поэтому экономическое сравнение природоохранных мероприятий следует дополнять анализом социальных последствии, например, снижение смертности, сохранение памятников культуры, предотвращение необратимых процессов в природе (вырождение отдельных представителей растительного и животного мира) и т. д.
Природоохранные мероприятия являются неотъемлемой частью технологического процесса производства энергетической продукции. Однако это не исключает постановки задачи, когда элемент данного процесса — защита воздушного бассейна — выделяется из комплекса и рассматривается самостоятельно в рамках общих требований к оценке эффективности капитальных вложений. Такое выделение целесообразно при анализе эффективности различных способов защиты атмосферы в процессе проектирования электростанций и тем более необходимо при обосновании мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу на действующих электростанциях.
МЕТОД ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА
Для защиты воздушного бассейна от вредных промышленных выбросов в окружающую среду с дымовыми газами действующих и проектируемых ТЭС и котельных может быть применен ряд мероприятий, к которым относятся:
сооружение газоочистного и пылеулавливающего оборудования и его реконструкция;
изменение технологических процессов с целью снизить вредные для окружающей среды выбросы;
предварительная подготовка топлива перед сжиганием с целью уменьшить или ликвидировать вредные соединения;
рациональное размещение энергопредприятий, исключающее наложение приземных концентраций;
рациональное распределение сжигаемого топлива между предприятиями с целью снизить загрязнение воздушного бассейна в районе их расположения;
обеспечение снижения приземных концентраций путем улучшения рассеивания вредных выбросов в атмосфере.
Следует отдельно оговорить, что мероприятия по улучшению рассеивания, в частности за счет сооружения сверхвысоких труб, — это скорее вынужденное решение, временная мера. Возможности таким способом защищать атмосферу от загрязнения уже в настоящее время близки к исчерпанию, так как это может привести к глобальному загрязнению атмосферы. Кроме того, при решении вопроса о защите атмосферы посредством сооружения высокой трубы на одном предприятии создается фоновое загрязнение на обширной территории и тем самым усложняется защита атмосферы от вредных выбросов на многих других предприятиях.
Основу методов решения задач по экономическому обоснованию природоохранных мероприятий (включая выбор показателей и определение областей применения) составляют общие положения по экономическому сравнению вариантов с использованием критерия минимума приведенных затрат и срока окупаемости.
В принципе возможны две постановки задачи:
общая, когда, сравнивая мероприятия по защите окружающей среды, учитывают ущерб, наносимый народному хозяйству загрязнением;
частная, когда мероприятия выравнены (приведены к сопоставимому виду) и учет ущерба не требуется.
Строгое практическое решение задачи в общей постановке не представляется возможным из-за недостаточной достоверности информации об ущербах. Однако и при этом условии общая постановка имеет не только теоретический интерес. Следует иметь в виду, что частная постановка применима к ограниченному кругу задач. Это в основном задачи выбора мероприятий по защите атмосферы на стадии проектирования электростанций и лишь в редких случаях — на действующих предприятиях, так как мероприятия по сокращению вредных выбросов на эксплуатируемых электростанциях, как правило, не могут быть выровнены по уровню загрязнения атмосферы.
При рассмотрении общей постановки задачи важно обеспечить ее корректную конкретизацию. В современной литературе и исследовательских проработках рассматриваются две разновидности общей постановки задачи. Одна из них сводится к прямому сопоставлению затрат на природоохранные мероприятия с сокращением ущерба. Вторая разновидность — это минимум приведенных затрат по сравниваемым вариантам природоохранных мероприятий с учетом изменения ущерба при их осуществлении.
При первой разновидности эффективным считается мероприятие, обеспечивающее снижение ущерба в размере, превышающем затраты, что может приводить к неверным решениям. Так, не исключено, что ни одно из рассматриваемых для действующей электростанции мероприятий не удовлетворяет критерию первой разновидности. Получается, что нет возможности реализовать выделенные на природоохранные мероприятия средства и уменьшить загрязнение атмосферы. Вторая разновидность исключает это недоразумение. Особенно наглядно видны преимущества второй разновидности, если предположить, что для снижения вредных выбросов на одно и то же значение на действующей электростанции требуется меньше средств, чем на проектируемой в этом же районе.
Исходя из изложенного имеет смысл более подробное рассмотрение начать со второй разновидности общей постановки задачи. Приведенные затраты при этом
(7.1) где К, И — капитальные вложения и ежегодные издержки по рассматриваемому варианту природоохранного мероприятия; ΔУ , ΔЗ, ΔП — экономический эффект соответственно от снижения ущерба, улучшения технико-экономических показателей работы объектов энергосистемы, реализации дополнительной готовой продукции (сырья) из уловленных отходов при осуществлении рассматриваемого варианта природоохранного мероприятия.
Если варианты приведены к сопоставимому виду по уровню загрязнения атмосферы, то из (7.1) исключают ΔУ.
Из всех рассматриваемых вариантов природоохранных мероприятий экономически целесообразным следует считать решение, обеспечивающее минимум приведенных затрат.
При обосновании целесообразности применения рассматриваемых вариантов с использованием срока окупаемости может быть рекомендована формула
Сравнение по сроку окупаемости должно выполняться в соответствии с рекомендациями, приведенными в § 2.5.
При оценке капитальных вложений и годовых издерЖек производства по вариантам защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными выбросами с дымовыми газами ТЭС и котельных необходимо учитывать затраты по всему комплексу мероприятий, обеспечивающих решение поставленной задачи.
Капитальные вложения при этом состоят из затрат на создание или расширение основных промышленно-производственных фондов, необходимых для осуществления намечаемых мероприятий по защите воздушного бассейна. В капитальные вложения включаются затраты на строительные работы, приобретения и монтаж оборудования, затраты на изыскательские, проектные и подготовительные работы и другие расходы, предусматриваемые соответствующими руководящими указаниями по составлению смет.
Ежегодные издержки по вариантам защиты воздушного бассейна — это сумма текущих расходов на содержание и обслуживание всего комплекса мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу. В составе этих издержек следует учитывать амортизацию, текущий ремонт, зарплату, основные и вспомогательные материалы, энергию и другие виды расходов, отражаемых в калькуляции себестоимости продукции (энергии). Ежегодные издержки необходимо принимать в размере, необходимом для эксплуатации рассматриваемого комплекса мероприятий на техническом уровне, отвечающем решению поставленной задачи.
Под ущербом понимаются выраженные в стоимостной форме убытки, причиняемые отдельным подразделениям и отраслям народного хозяйства промышленными выбросами при нарушении установленных нормативов на качество атмосферного воздуха. Составляющие ущерба могут выражаться, например, в виде снижения урожайности сельскохозяйственных культур или ухудшения качества сельскохозяйственной продукции на загрязненных площадях, ускорения атмосферной коррозии зданий, сооружений, металлоконструкций, увеличения затрат на профилактику заболеваемости людей и т. д. Ущерб носит многоотраслевой характер и складывается из локальных потерь, наблюдаемых в отдельных отраслях (лесном, сельском, коммунальном, промышленном, транспортном и других хозяйствах, а также в здравоохранении), от каждого вида загрязняющих веществ.
По своему экономическому содержанию ущерб — это размер убытков, выраженных в приведенных затратах. В отдельных случаях это могут быть только капитальные вложения ΔKij, например при восстановлении потерь сельскохозяйственных угодий (при равных условиях возделывания, т. е. ухода, ведения хозяйства), либо только текущие затраты Δ#,-/, например увеличение затрат на ремонт жилого фонда, зданий, сооружений
(73)
где под знаком суммы — снижение приведенных годовых потерь в i-й отрасли народного хозяйства от уменьшения загрязнения j-м веществам.
Если известны удельные ущербы в i-й отрасли от загрязнения j-м веществом уij (руб/ед. загрязнения), то
(7.4)
где ΔMij — снижение загрязнения j-м веществом в результате осуществления природоохранного мероприятия в i-й отрасли.
Разработка вопросов, связанных с методикой расчета и количественной оценкой удельных ущербов, выполнена Сумским филиалом Харьковского политехнического института им. В. И. Ленина. Полученные результаты опубликованы в [3], а также включены во «Временные методические указания по расчету экономической эффективности мероприятия по защите воздушного бассейна от вредных выбросов с дымовыми газами тепловых электростанций и котельных» (СПО Союзтехэнерго, М., 1982).
При использовании в расчетах показателей ущерба всегда следует помнить, что они являются приближенными, и это обусловлено двумя причинами: во-первых, погрешностями, которые неизбежны, в частности, из-за осреднения расчетных условий; во-вторых, невозможностью более или менее строго прогнозировать влияние воздействия загрязнения во времени.
Первая причина достаточно ясна, и по мере развития исследований, а соответственно совершенствования методов и накопления экспериментального материала связанная с ней погрешность может уменьшаться.
Вторая причина связана с возможностями детализации планов и прогнозов развития народного хозяйства, а следовательно, с оценкой участия конкретных объектов в загрязнении и учетом фактора времени при расчете ущерба. Допустим, что в районе сооружения ТЭС развивается промышленность и растет город. В зависимости от темпов этого развития и роста ущербы могут существенно меняться по годам, как показано в [4]. Прогнозирование этих изменений — задача с очень большой степенью неопределенности.
При сопоставлении затрат на природоохранные мероприятия с предотвращенным ущербом необходимо считаться с существенно различной достоверностью этих показателей. Затраты определяют, как правило, с погрешностью не более нескольких десятков процентов. В оценке же ущерба возможна ошибка на порядок.
Внедрение мероприятий по защите воздушного бассейна в энергетике может изменить располагаемую мощность электростанций, отпуск электроэнергии, а также экономичность ее производства. В результате изменяются приведенные затраты и общий экономический эффект в энергетике АЗ, который состоит из трех составляющих:
ΔЗ1—эффект, связанный с капитальными вложениями, которые зависят от изменения располагаемой мощности электростанций в результате осуществления природоохранных мероприятий;
∆З2 — эффект в энергосистеме, связанный с расходом топлива и обусловленный изменением выработки электроэнергии на отдельных электростанциях;
∆З3 — эффект, связанный с изменением отдельных составляющих капитальных, вложений и издержек на рассматриваемой электростанции и в энергосистеме, но не зависящий от изменения располагаемой мощности и выработки и не учитываемый в первых двух составляющих.
Для расчета ∆З1 используют следующую формулу:
(7.5)’ где аст — относительный размер условно постоянных расходов на замыкающей электростанции; кст — удельные капитальные вложения в замыкающую электростанцию; ∆Nр — изменение располагаемой мощности (увеличение— со знаком плюс, уменьшение — со знаком минус) электростанций энергосистемы в период максимума энергосистемы в результате внедрения природоохранного мероприятия; если это изменение происходит за счет изменения расхода на собственные нужды, то ∆Nр= (σ1—σ2)Ny; σ1 и σ2 — относительный расход на собственные нужды до и после внедрения мероприятия.
Расчет ΔЗ2 производили по следующей формуле:
(7.6)
где Зт — стоимостная оценка топлива; ∆bэ — изменение удельного расхода топлива в энергосистеме в результате изменения выработки на рассматриваемой* электростанции (в расчете на 1 кВт-ч электроэнергии, отпущенной с шин); — изменение объема выработки электроэнергии на одной или нескольких электростанциях, непосредственно вызванное осуществлением природоохранного мероприятия (увеличение — со знаком плюс, уменьшение — со знаком минус).
Изменение объема выработки определяется с учетом оптимального распределения нагрузки между электростанциями энергосистемы. При ориентировочных расчетах допускается, что выработка увеличивается на самой экономичной электростанции из тех, которые не включены в баланс, а уменьшение выработки происходит за счет самой неэкономичной электростанции, причем это рассмотрение ведется с учетом реальных возможностей использования отдельных электростанций в суточном и годовом разрезах.
Если изменение выработки связано с изменением располагаемой мощности в период максимума энергосистемы, то где hy — фактическое или плановое среднегодовое число часов использования установленной мощности рассматриваемой электростанции.
Здесь и далее под рассматриваемой понимается электростанция, на показатели которой оказывает непосредственное влияние осуществляемое природоохранное мероприятие.
Если изменение выработки не связано с изменением располагаемой мощности и осуществляется за счет перевода рассматриваемой электростанции на другой режим (в том числе вследствие увеличения межремонтного периода), то 
(7.7'), где Э'в и Эв" — выработка электростанции до и после внедрения природоохранного мероприятия при условии, что располагаемая мощность Np=const; ∆hy — изменение о среднегодового числа часов использования установленной мощности.
Удельная экономия топлива ∆bэ определяется в зависимости от конкретных последствий, связанных с изменением выработки электроэнергии на рассматриваемой электростанции. Такое изменение следует рассматривать при постоянном общем электропотреблении, что в большинстве случаев ведет только к перераспределению выработки между электростанциями. Если при этом изменение выработки на рассматриваемой электростанции происходит в связи с изменением ее располагаемой мощности в период максимума энергосистемы, то
(7.8) где bз и bр — удельный расход топлива на замыкающей и рассматриваемой электростанциях.
Если ∆Эв не связана с изменением располагаемой мощности электростанции в период максимума энергосистемы, то ∆bЭ — это разность относительных приростов расхода топлива на замыкающей и рассматриваемой электростанциях:
(7.9) где штрихом отмечено, что при расчете используют относительные приросты расхода топлива.
При оценке ∆bэ особо следует выделить случай, когда изменение отпуска электроэнергии обусловлено сокращением расхода ее на собственные нужды или потерь в сетях, что равноценно уменьшению потребления электроэнергии, и тогда \Ьэ=^Ьз или ∆bэ=∆bз'.
Если рассматриваемой электростанцией является АЭС, то оценка ведется не по ∆bэ, а по разности ΔSΤ, т. е.
(7.6) где ∆ST — разность значений топливных слагаемых на замыкающей КЭС и рассматриваемой АЭС.
Если природоохранные мероприятия в процессе эксплуатации требуют расхода теплоты и для этого необходимо увеличение тепловой мощности, то в этом общем случае в (7.5) следует учесть дополнительное слагаемое 
(где акот — относительный размер постоянных расходов по дополнительной котельной мощности; Ккот — удельные капитальные вложения в вытесняемую котельную; ∆Q — дополнительная производительность котельной).
В (7.6) независимо от того, требуется или не требуется дополнительная мощность котельной, необходимо добавить член зTbQ∆Qотп [где bq — удельный расход топлива на производство (отпуск) дополнительного количества теплоты ∆Qотп]. Этот же дополнительный член должен быть учтен и в (7.6'), если необходимое дополнительное количество теплоты не может быть получено от реактора. Если же такая возможность имеется, то нужно в (7.6') добавить слагаемое ∆S'∆Qотп, где ∆S'— топливная слагаемая по выработке теплоты на АЭС или АТЭЦ.
Составляющую ∆Зз рассчитывают как сумму
(7.10) где ∆Kf, ∆Иf — изменение капитальных вложений и издержек производства по элементу f на рассматриваемой электростанции или в энергосистеме, обусловленное внедрением природоохранного мероприятия, но не связанное с изменением ∆NP и ∆Эв.
Изменение капитальных вложений ∆Kf в данном случае может быть связано с изменением вложений в основное и вспомогательное оборудование, здания и сооружения, но без включения затрат на собственно природоохранное мероприятие, которые учитываются в К в (7.1). Учитывается изменение издержек, связанное с изменением КПД энергетического оборудования, численности персонала, стоимости ремонтов, цены топлива при повышении его качества и т. п.
Состав и размеры отдельных составляющих эффекта необходимо определять в соответствии с конкретными последствиями от внедрения природоохранного мероприятия на энергетическом объекте. Заметим также, что при расчете следует по возможности учитывать изменение капитальных вложений и издержек, связанное с изменением протяженности и конфигурации электрических сетей, если они зависят от выбора природоохранного мероприятия.
Экономический эффект от дополнительной реализации сырья или готовой продукции, получаемой из уловленных отходов основного производства, ΔП:
(7.11)
где Pv — объем данного вида реализуемого сырья или готовой продукции; ∆зv— оценка, установленная на данный вид продукции (сырья).
Под оценкой ∆зv следует понимать разность удельных приведенных затрат по вариантам производства и использования продукции из традиционного сырья и продукции из уловленных отходов. Такая оценка отражает народнохозяйственный эффект, но требует выполнения специальных расчетов с привлечением обширных материалов отраслей, перерабатывающих как традиционное сырье, так и отходы энергетического производства.
При ориентировочных расчетах можно принимать ∆зv=∆Цзv, где ∆Цv— разность цен на традиционное сырье (полуфабрикаты) и аналогичные по качеству отходы энергетического производства. В этом случае требуется установление цен на реализуемые потребителям отходы, что представляет собой самостоятельную задачу, но ее решение базируется в основном на исходных материалах энергетического объекта, отпускающего отходы на сторону.
Вопрос об оценке побочной продукции до настоящего времени остается дискуссионным. Отметим, однако, что при обосновании технических решений в качестве минимальной оценки можно использовать затраты на подготовку и переработку отходов. Допустим, например, зола начинает отпускаться строителям. Для этого надо организовать сбор, бункеровку, отпуск ее потребителям в сухом виде, что связано с затратами, которые ранее на электростанции не предусматривались. Эти затраты и должны быть положены в основу минимальной оценки товарной золы. При этом из них могут быть исключены затраты на мокрое гидрозолоудаление и золоотвал, но только в той мере, в которой может быть гарантирован бесперебойный сбыт золы сторонним потребителям.
Если зона содержит ценные компоненты, их стоимость также можно включать в оценку отпускаемой побочной продукции, но лишь в том размере, при котором эта оценка не подорвет конкурентоспособность отпускаемой золы по сравнению с вытесняемой рудой.
Годовой экономический эффект от применения i-го решения определяют путем его сравнения с базовым вариантом
За базу сравнения следует принимать показатели заменяемого варианта (для действующих предприятий) или показатели наиболее экономичного существующего метода решения поставленной задачи (для новых объектов).
Расчет ΔЗiΣ может быть использован и для выбора оптимального решения, так как максимум ΔЗiΣ эквивалентен минимуму приведенных затрат Зi.
