МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ПІЛОВА КАТЕРИНА ПЕТРІВНА
УДК 338.45:[622.7:622.333:621.311.22]
ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ЯКОСТІ ПРОДУКЦІЇ ВУГІЛЬНИХ ПІДПРИЄМСТВ ДЛЯ ЕНЕРГЕТИКИ
Спеціальність 08.06.01 – економіка, організація і управління підприємствами
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата економічних наук
Кривий Ріг–2005
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: кандидат економічних наук, доцент
Вагонова Олександра Григорівна,
Національний гірничий університет
Міністерства освіти і науки України,
доцент кафедри прикладної економіки.
Офіційні опоненти: доктор економічних наук
Кабанов Анатолій Іванович,
Підприємство „Відділення вугілля, горючих
сланців і торфу” Академії гірничих наук України,
заступник директора підприємства;
кандидат економічних наук
Грицина Олексій Єгорович,
Інститут “Кривбаспроект”
Міністерства промислової політики України,
заступник директора з економіки.
Провідна установа: Донецький національний технічний університет,
кафедра менеджменту і господарського права
Міністерства освіти і науки України, м. Донецьк
Захист відбудеться 24 листопада 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 09.052.01 у Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 50002, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37, ауд. 300.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Криворізького технічного університету за адресою 50002, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.
Автореферат розісланий 22 жовтня 2005 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради С.М.Короленко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Виробництво електричної енергії є одним з основних секторів споживання первинних енергоресурсів. Україна покриває свої потреби власними паливно-енергетичними ресурсами тільки на 50%, маючи розвідані запаси кам'яного вугілля 117 млрд. т (зокрема 46,1 млрд. т балансових запасів). Разом з тим ступінь їх освоєння залишається невисоким.
На відміну від газу і нафти, які швидко дорожчають у зв’язку з їх запасами, що вичерпуються, ціна на вугілля в найближчій перспективі буде зростати повільнішими темпами. Це обумовлено розробкою ефективніших його родовищ, поліпшенням господарської організації і науково-технічним прогресом у видобутку, переробці і транспортуванні вугілля.
У найближчій перспективі для виробництва електроенергії в Україні на рівні 200 млрд. кВтг, зокрема 90-100 млрд. кВтг, за рахунок твердого палива, очікується потреба у вугіллі для електроенергетики в об'ємі 30-40 млн. т умовного палива, або 50-58 млн. т рядового вугілля з теплотворною здатністю 4800-5000 ккал/кг.
Одним з пріоритетних напрямів розвитку твердопаливної електроенергетики України є підвищення до економічно доцільного рівня якості вугілля, що використається. Це дозволить понизити собівартість виробництва електроенергії і підвищити об'єм її вироблення з вугілля, понизити екологічний збиток, покращити економічний стан вугільних підприємств.
Якість видобувного вугілля визначається природними та гірничопромисловими умовами, що відносяться до некерованих та частково керованих. Тому необхідний рівень якості палива забезпечується, головним чином вуглезбагачувальними фабриками, дослідження економічної діяльності яких з точки зору собівартості виробленої продукції і з позиції економічної ефективності її використання є актуальною задачею.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Елементи дисертації знайшли своє відображення в науково-дослідній роботі “Розробка та обґрунтування методів оцінки економічної надійності та інвестиційної привабливості вугільних шахт” (№ державної реєстрації 0103U001287), виконаної в Національному гірничому університеті, а також у стратегії розвитку вугільної галузі в рамках „Енергетичної стратегії України на період до 2030 року та подальшу перспективу”, що розроблена згідно з Розпорядженням Президента України №42 від 27 лютого 2001 р. В означених роботах використана методологія визначення доцільного рівня якості вугілля для електроенергетики, яка розроблена автором дисертації.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є економічне визначення рівня якості та підвищення конкурентоспроможності продукції вугільних підприємств для електроенергетики і технолого-економічних умов його досягнення.
Для реалізації мети роботи поставлені та вирішені задачі:
– визначення ролі інтегрального показника якості вугілля і його вплив на техніко-економічні показники використання палива;
– вивчення впливу технолого-геологічних і гірничопромислових факторів на якість видобувного вугілля;
– оцінка технічних, технологічних і економічних можливостей виробництва палива різної якості на вугільних підприємствах;
– встановлення залежності собівартості виробництва палива від рівня якості;
– наукове обґрунтування та розробка технолого-економічної моделі виробництва кінцевого продукту з вугілля;
– визначення характеристик палива та економічних параметрів його видобутку та переробки, за яких досягається мінімальна собівартість тепла й електроенергії.
Об'єкт дослідження - економічна діяльність вугільних підприємств в системі “видобуток кам'яного вугілля - його переробка - транспортування - спалювання - виробництво тепла, електроенергії” при виробництві палива різної якості.
Предмет дослідження - вартість корисного тепла, що виробляється з продукції вугільних підприємств, та мінімізація паливної компоненти в собівартості електроенергії і визначення раціонального рівня якості кам'яного вугілля для енергетики.
Ідея роботи – підвищення економічної ефективності вугільних підприємств за рахунок виробництва продукції підвищених споживчих властивостей, яка забезпечує зниження паливної компоненті у собівартості електроенергії.
Методи дослідження: системний аналіз апріорної технологічної, технічної і економічної інформації для визначення впливу якості на ефективність вугільних підприємств, технолого-економічне моделювання процесів виробництва та використання палива різної якості, наукове прогнозування та порівняльний аналіз економічних показників підприємств, оптимізаційні розрахунки на ПЕОМ економічних показників вугільних підприємств та підприємств-споживачів їх продукції.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше шляхом системного аналізу економічних показників і споживчих властивостей продукції вугільних підприємств та технологічного циклу від видобутку до використання вугілля встановлено кількісний взаємозв’язок витрат, які визначають величину паливної компоненти у собівартості виробництва тепла і електроенергії, виходячи з принципу максимального для даних технічних можливостей використання енергетичного потенціалу видобутого кам’яного вугілля.
До найбільш істотних результатів, що характеризують наукову новизну дисертаційної роботи, слід віднести таки положення:
вперше:
– для вугільних підприємств запропоновано визначати ступінь збагачення кам’яного вугілля для енергетики за принципом мінімізації вартості паливної компоненти собівартості виробництва електроенергії на підставі врахування кількості корисного тепла, що є товаром, який виробляється з вугілля;
– встановлено, що вартість паливної компоненти у собівартості виробництва електроенергії має екстремальну залежність від ступеня збагачення вугілля, витрат на транспортування палива та на виробничі процесі, пов’язані з його об’ємом, та залежить від природних властивостей викопного вугілля;
– розроблено технолого-економічну модель виробництва та використання продукції вугільних підприємств, що враховує природні властивості вугілля, технологічні особливості вугільних підприємств та підприємств-споживачів, економічні умови виробництва;
– доведено, що виробництво збагаченого палива в умовах сформованого нині рівня цін і послуг підвищує прибутковість вугільних підприємств та конкурентоспроможність їх продукції, а верхня межа собівартості беззбиткового вуглевидобутку досягається при певному ступені збагачення вугілля, що забезпечує отримання максимальної кількості корисного тепла, тобто товару, що виробляється споживачем вугілля;
удосконалено:
методику економічного обґрунтування якості вугілля для енергетики з урахуванням його природних властивостей і технологічних можливостей вугільних підприємств та їх економічних показників;
дістали подальшого розвитку:
– економічні питання якості продукції вугільних підприємств;
– методи визначення економічної ефективності вугільних підприємств в сучасних умовах.
Наукове значення одержаних результатів полягає у розробці теоретичних положень та визначенні методології економічного обґрунтування рівня якості та ступеня збагачення вугілля, що видобувається.
Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що використання рекомендацій з оптимізації якості кам’яного вугілля для енергетики дозволить знизити собівартість паливної компоненти у виробництві електроенергії на теплових електростанціях та підвищити ступінь використання енергетичного потенціалу кам’яного вугілля. Реалізація рекомендацій може бути здійснена без реконструкції діючих вугільних підприємств та підвищити їх економічні показники. Елементи досліджень використані в науково-дослідній роботі “Розробка та обґрунтування методів оцінки економічної надійності та інвестиційної привабливості вугільних шахт ” (№ державної реєстрації 0103U001287), виконаної в Національному гірничому університеті. За допомогою розробленої методології економічного обґрунтування якості вугілля визначені основні положення щодо якості вугільних підприємств в стратегії розвитку вугільної галузі в рамках „Енергетичної стратегії України на період до 2030 р. та подальшу перспективу” яка розроблена згідно з Розпорядженням Президента України № 42 від 27 лютого 2001 р.
Особистий внесок здобувача. Автором самостійно виконано всі дослідження в межах дисертаційної роботи: виконано аналіз стану питання з визначення якості вугілля, сформульовані мета і задачі досліджень, розроблена технолого-економічна модель виробництва та використання кам’яного вугілля в енергетиці, встановлено закономірності зміни паливної компоненти у собівартості виробництва електроенергії залежно від рівня якості вугілля та показників його збагачення, що обумовлено виробничими, технологічними та природними факторами, а також співвідношенням цін та послуг на паливо, отримані наукові результати та сформульовані наукові положення.
Апробація результатів дисертації. Основні положення, висновки і рекомендації виконаних досліджень докладалися і обговорювалися в Московському державному гірничому університеті на наукових симпозіумах в рамках “Тижня гірника” в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 рр., на науковому семінарі “Економіка і екологія надрокористування”, в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут”, на IV, V Міжнародних науково-практичних конференціях студентів, аспірантів і молодих учених “Екологія. Людина. Суспільство” в 2001 і 2002 рр., на міжнародній науково-практичній конференції студентів і молодих учених “Актуальні проблеми управління соціально-економічним розвитком” в Київському національному економічному університеті в 2002 р., на 8-у міжнародному семінарі “Вугілля в металургії і енергетиці”, Ялта, 2002 р., а також на наукових семінарах інституту економіки Національного гірничого університету.
Публікації. Основні результати дослідження, одержані здобувачем, знайшли відображення в 11 опублікованих працях, загальним обсягом 3,9 др. арк., з яких 5 статей, загальним обсягом 2,3 друк. арк. надруковано у фахових виданнях.
Структура і об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 118 найменувань. Загальний об'єм - 173 с. друкарського тексту, що включає 31 таблицю і 46 рис.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У першому розділі „Економічні аспекти якості продукції вугільних підприємств” проаналізовано роль вугілля в електроенергетиці України та визначено перспективи його використання. Відзначено, що останнім часом спостерігається світова тенденція до зростання ролі вугілля. Це пов'язано з розробкою екологічно чистих технологій його використання і низкою позитивних властивостей.
Обсяг видобутку кам'яного вугілля в Україні у найближчі 30 років має досягти близько 120 млн. т рядового вугілля. Але тільки для електроенергетики і комунально-побутових цілей складе порядку 75 млн. т. Тому сьогодні відчувається дефіцит кількості і якості власного енергоносія – кам'яного вугілля.
Якість вугілля, що надходить на електростанції, не відповідає встановленим вимогам. Вугільні підприємства України мають технології і технічні можливості зниження зольності продукції, як у видобутку, так і за рахунок збагачення. Однак рівень підвищення якості економічно не обґрунтований.
Особливістю родовищ кам'яного вугілля України є велика глибина залягання, мала потужність вугільних пластів і їхня складна структура. Це визначає відносно високу собівартість видобутку і велику зольність гірничої маси, яка з урахуванням дефіциту палива, соціально-економічних проблем шахтарських регіонів коливається в межах 35...55%. Зольність вугілля, яке використовується на теплових електростанціях (ТЕС), значно перевищує проектні показники, і продовжує зростати, що підтверджується статистикою останніх десятиліть. Разом с тим збагачувальні фабрики для енергетичного вугілля в Україні мають сумарну виробничу потужність 68,9 млн. т у рік, а їхній середній ступінь завантаження не перевищує 40%.
У виробництві електричної енергії витрати на технологічну сировину (паливо) зростають за абсолютною величиною в міру збільшення витрат палива, його ціни, тарифів за перевезення і дальності, обсягів переробки на складах і в самому технологічному процесі.
Аналіз обґрунтування якості кам'яного вугілля показав, що це питання вивчене недостатньо. Економічне обґрунтування її рівня покликане переконати виробників вугільної продукції і її споживачів у тому, що збільшення кількості палива при зниженні якості не завжди приводить до росту обсягів виробництва тепла й електроенергії.
Кам’яне вугілля, що видобувається в Україні, може бути конкурентоспроможним у порівнянні з іншими енергоносіями, та вугіллям що імпортується, за умови досягнення потрібної якості за рахунок збагачення.
Проблема якості й ефективності використання продукції вугільної промисловості визначається як природними умовами (гірничо-геологічні умови, потужність пластів, їх материнська зольність, вміст сірки), так технологіями видобутку. Це визначає специфіку її рішення, що відрізняється від інших галузей промисловості.
Однієї з особливостей продукції вугільної промисловості, що споживається для енергетичних цілей, є незалежність якості одержуваного тепла, пари, електроенергії від якості палива. Однак якість значною мірою визначає техніко-економічні показники теплових електростанцій і теплоцентралей.
Завданням технологічного циклу видобутку і використання вугілля є виробництво кінцевої продукції - електричної енергії з мінімальною собівартістю при даних природних властивостях енергоносіїв і технічному рівні енергетики. Воно вимагає виявлення технологій, що забезпечують оптимальну якість вугільної продукції, тобто сполучення споживчих властивостей для досягнення максимального економічного ефекту з урахуванням усіх витрат пов'язаних з виробництвом і споживанням вугілля.
Аналіз якості як економічної категорії та вивчення способів оцінки якості вугілля і методик визначення її рівня показав, що найбільш перспективним є врахування енергетичного потенціалу, який характеризується теплотворною здатністю. У той же час відсутні методики економічного обґрунтування раціональної якості вугільного палива з урахуванням природних властивостей, технологій видобутку, збагачення і використання.
У другому розділі „Економічне обґрунтування рівня якості продукції вугільних підприємств” виконано аналіз методів оцінки якості кам'яного вугілля. Відзначено, що ця проблема тісно пов'язана зі споживчими властивостями, важливими для виконання кінцевого завдання – виробництва корисного тепла. Поняття якість є комплексним, багатофакторним і не піддається кількісній оцінки лише за одним показником. Інтегральною характеристикою якості вугілля для енергетики може служити нижча теплота згорання робочого палива. Вона є найважливішою споживчою властивістю палива для використання в енергетиці і визначається як вищою теплотою згорання вугілля, так і його зольністю, вологістю, складом мінеральних домішок.
Вивчення особливостей гірничого виробництва показало, що якість добутого вугілля формується під сукупним впливом великого числа факторів, що поєднують у групи: природних, економічних і технологічних.
Спільний вплив усіх груп факторів на якість добутого вугілля варто розглядати як динамічну систему. Домінуючими для рівня якості вугілля є природні й економічні умови.
Розглянуто категорії якості вугілля, для яких характерна якість теоретична, промислова, споживча і інтегральна. Теоретична якість викопного вугілля визначається сукупністю об'єктивних властивостей, таких як петрографічний склад, хімічний склад, теплотворна здатність, фізико-механічні і технологічні характеристики. Похідною цієї якості є промислова якість, що є комплексом таких властивостей вугілля, які можуть бути корисно використані на сучасному рівні розвитку технологій, що використовують продукцію вугільної промисловості. Споживча якість однобічно оцінює властивості продукції вугільної промисловості, розглядаючи її лише з позицій конкретного споживача, ґрунтуючись на його рівні технології і економіки. Кожне підприємство-споживач зацікавлене у використанні вугілля високої якості, оскільки власні виробничі витрати при цьому скорочуються. Тому категорія “споживча якість” не відображає інтереси суспільства в цілому, а вигідна лише конкретному споживачу.
Особливий інтерес представляє інтегральна якість, що визначена на основі урахування показників сукупності виробництв, що беруть участь у створенні кінцевого продукту. В основі інтегрального підходу до оцінки якості продукції вугільної промисловості лежить прагнення до одержання сумарного ефекту на всьому ланцюжку суміжних виробництв, забезпечуючи тим самим мінімум трудових і матеріальних витрат на створення кінцевого продукту, а також раціональне використання ресурсів надр. Межею підвищення вимог до якості вугілля повинне бути забезпечення мінімуму витрат на виробництво кінцевої продукції, тобто якість перетворюється в оптимальну.
Підвищення теплотворної здатності палива технічно і технологічно можливо на збагачувальних фабриках та полягає у відділенні від вугілля фракцій, що його засмічують. Вуглезбагачення розглянуто як сукупність процесів, спрямованих на зниження зольності вугілля шляхом вилучення високозольних фракцій.
Виконано аналіз собівартості переділу вуглезбагачення в залежності від якості виробленого концентрату для енергетики. Вона розглянута як сума вартості переділів в окремих технологічних операціях і їх блоках з урахуванням кількості продукту, що обробляється тобто:
,
де - собівартість переділу в окремих технологічних операціях, грн/т;
- питомі загальнофабричні витрати, грн/т;
- вихід продуктів, що надходять до операцій, частки одиниці.
Технологічні операції обробки вугілля з'єднуються послідовно і паралельно. Тому кількість матеріалу, що переробляється в них, різна і характеризується виходом. Вихід продукту збагачення, що представляє собою масову або вагову його частку від вихідного, визначається гранулометричним і фракційним складом збагачуваного вугілля, а також точністю сепарації в апаратах, що застосовані, і їх технологічним режимом.
Встановлено, що собівартість переділу рядового вугілля у вуглезбагаченні практично не залежить від якості виробленого концентрату при незмінній технологічній схемі збагачувальної фабрики. Спостерігається тенденція до деякого її зростання при збільшенні зольності концентрату. Це відбувається в зв'язку з ростом його виходу і збільшенням витрат на зневоднювання і відвантаження. Обробка даних, отриманих за результатами роботи 52 вуглезбагачувальних фабрик України, показала відсутність кореляції собівартості переділу з якістю концентрату.
Встановлення ступеня очищення вугілля і рівня його якості є, у відомій мірі, невирішеною задачею, оскільки вона повинна визначатися на основі урахування економічних показників сукупності виробництв, що беруть участь у створенні кінцевого продукту, тобто тепла й електричної енергії. При цьому витрати на виробництво палива у вугільній промисловості підвищуються. Але при виробництві електроенергії вони знижуються, що й обумовлює трансформацію інтегральної якості в оптимальну, яка забезпечує мінімальні витрати на одиницю готової продукції.
У третьому розділі „Економічна ефективність виробництва та використання кам’яного вугілля різного ступеня збагачення„ розроблено технолого-економічну модель використання кам'яного вугілля в енергетиці для визначення умов досягнення максимальної економічної ефективності й обґрунтування рівня якості шляхом кількісної оцінки співвідношення статей витрат на паливо у виробництві електричної енергії.
Для вибору раціонального ступеня збагачення вугілля здійснено мінімізацію витрат на виробництво готової продукції, якість якої не залежить від якості вугілля (тепло, пара, електроенергія), за умови підвищення ефективності використання природних ресурсів у межах технологічних можливостей існуючих збагачувальних фабрик. Як технологічна основа такої мінімізації використана ідея одержання максимальної кількості тепла при оптимальній зольності збагаченого вугілля і відповідному їй максимальному виході концентрату.
При спалюванні кам'яного вугілля в товар перетворюється частка тепла, що використовується для виробництва пари й електричної енергії. Частка корисно спожитого тепла характеризується коефіцієнтом корисної дії (к.к.д.), який в залежності від зольності палива зменшується, що підтверджується практикою роботи теплових електростанцій.
Однак вплив зольності на економічну ефективність вугільних теплових електростанцій виявляється ще й у підвищенні витрат на транспортування та приготування палива в зв'язку з погіршенням здатності вугілля до подрібнення внаслідок більшої частки в ньому породи.
Кількість корисного тепла має досить складний характер впливу зольності. З підвищенням к.к.д. при зменшенні зольності палива кількість корисного тепла збільшується навіть при скороченні кількості палива.
Собівартість виробництва електроенергії на теплових електростанціях розглянута як сума умовно-постійних і умовно-змінних витрат :
.
Найбільш істотний вплив має вартість палива і витрати, обумовлені його переробкою, тобто паливна складова собівартості.
При дослідженні паливної компоненти враховані два аспекти: виробництво тепла, де виявляється економічна сторона якості палива, що обумовлює його кількість і відповідні йому витрати, і виробництво електроенергії, як технологічна операція виробництва тепла і перетворення його в електроенергію. Друга фаза вже не пов'язана з якістю палива і її економічні показники цілком обумовлені витратами на потужності, що генерують. Але кінцевим продуктом ТЕС є електроенергія, тому і розгляд економічного аспекту її виробництва здійснено у взаємозв'язку з якістю палива.
Виробництво тепла, носієм якого є водяна пара з певною температурою і тиском, може бути самостійною задачею, коли товаром є тепло, або пов'язаною з наступними перетвореннями, коли пара використовується для виробництва електричної енергії.
Витрати на виробництво однієї тонни пари складаються з витрат на паливо (вугілля) Свп, його транспортування Стр і його спалювання Ссп, тобто: .
Собівартість палива, тобто вугільного концентрату Ск, формується шляхом віднесення витрат на придбання палива Свп, його транспортування і збагачення Сзб до тонни готової продукції – вугільного концентрату, що має вихід гк, тобто:
, грн/т.
Між виходом концентрату і його зольністю існує специфічна залежність, що обумовлена розподілом маси рядового вугілля і золи по фракціях питомої маси, характерних для вугільного пласта та технології його розробки, а також технологією і режимами збагачення.
При виробництві електричної енергії витрати на паливо складаються із собівартості видобутку вугілля або його ціни у випадку його купівлі у виробника Свг, витрат на збагачення Сзб, на транспортування Стр, вантажно-розвантажувальні роботи Свн, складування Сск, а також підготовку палива до спалювання (на подрібнення і сушіння) Спд. При цьому величини Стр, Свн, Сск, Спд залежать від кількості палива що транспортується й оброблюється.
Витрати ТЕС на паливо, яке одержане з однієї тонни вугілля складуть:
.
В узагальненому вигляді витрати, пов'язані з паливом, можна розділити на пов'язані і непов'язані з його обсягом, тоді .
Зміну вартості паливної складової собівартості виробництва електроенергії в залежності від якості і кількості збагаченого вугілля можна оцінити за вартістю палива у виробництві корисного тепла. Підстановка значень статей витрат у первинну формулу і її перетворення приводять до залежності собівартості виробництва пари, або електроенергії, від параметрів палива і витрат, пов'язаних з його придбанням і транспортуванням:
,
де - вища теплота згорання вугілля;
- зольність вугільного концентрату;
- його вологість;
з – к.к.д. перетворення потенційної енергії, що містіть паливо.
Розв’язання задачі мінімізації вартості паливної компоненти може бути здійснене за допомогою запропонованих критеріїв оптимізації технологічного циклу “видобуток вугілля – виробництво електроенергії”. Для цього використані критерії, що враховують енергетичний, технологічний і економічний аспекти повного циклу виробництва електроенергії.
Критерієм кількісної оцінки ефективності переробки і спалювання кам'яного вугілля є запропонований коефіцієнт його енергетичного використання . Він являє собою відношення кількості фактично отриманого (або перетвореного в електроенергію) тепла при спалюванні вугілля або продуктів його збагачення до кількості тепла, що могло б бути теоретично одержане з горючої маси видобутого вугілля, тобто , де - вихід концентрату при збагаченні даного вугілля.
Для оцінки й оптимізації технологічних процесів збагачення корисних копалин використано відомий критерій Ханкока-Луйкена , де – зольність вихідного продукту, - ступень вилучення горючої маси до концентрату.
На енергетичному ринку України склався певний рівень цін на кам'яне вугілля в залежності від його якості. Однак залишається невизначеним питання про економічну доцільність виробництва вугільних концентратів високої якості. Його дослідження здійснено за допомогою безрозмірного критерію, що враховує зміну ціни від якості палива.
Для вибору економічного критерію прийнята діюча методика корегування ціни на вугілля і вугільну продукцію в залежності від її зольності, яка передбачає лінійну зміну ціни в залежності від вмісту основних компонентів, що знижують енергетичну цінність продукту: зольності і вологості. При цьому базова ціна змінюється на величину, пропорційну відхиленню фактичної зольності і вологості від їх базових значень.
Варіативна частина ціни корисних продуктів, тобто товару з одиниці маси вихідного вугілля, частка якого характеризується виходом, прийнята як економічний критерій для оцінки ефективності використання продукції вугільної промисловості:
,
де – базова і фактична зольність вугілля;
- коефіцієнт, що враховує зміну ціни від зольності;
- базова і фактична вологість вугілля;
- коефіцієнт, що враховує зміну ціни від вологості.
Отримані залежності для критеріїв оптимізації якості кам'яного вугілля відрізняються складністю, що не дозволяє вирішити поставлену задачу аналітичним шляхом.
Виконані дослідження дозволили встановити, що запропоновані критерії (енергетичний, технологічний і економічний) в залежності від ступеня збагачення вугілля, що визначає зольність одержуваних продуктів, носять екстремальний характер.
Максимуми цих критеріїв, у принципі, не повинні збігатися. Однак для розглянутого випадку, що враховує особливості сучасних технологій спалювання і механізм взаєморозрахунків споживачів і постачальників палива, вони практично сполучаються при значенні питомої маси, за якою здійснюється розподіл суміші фракцій, що складають рядове вугілля, близької до мінімальної питомої маси породних фракцій.
Режими збагачення, за яких збігаються максимуми технологічного й енергетичного критеріїв, мають фізичний сенс. Він полягає у тому, що кінцевим продуктом збагачувальної фабрики є максимально очищене від породи вугілля при мінімальних його втратах з породою. Однак енергетичний критерій може не мати максимуму, якщо к.к.д. ТЕС не залежить від зольності використовуваного палива. Такий випадок малоймовірний, але можливий з розвитком енерготехнологій. Однак переваги, пов'язані з додатковим вилученням корисного тепла, можуть не реалізуватися у зв'язку із збільшенням транспортних витрат.
Що стосується економічного критерію, то збіжність режиму досягнення його максимуму з режимами, що забезпечують максимальні значення технологічного й енергетичного критерію є окремим випадком, пов'язаним з коректно встановленим значенням коефіцієнта, що враховує відхилення зольності концентрату від базової і дорівнює 0,025.
Таким чином, завданням оптимізації якості вугілля є одержання максимально можливого ступеня віддачі тепла при мінімальній для даних умов його вартості. Таке рішення можливе при одночасному досягненні максимальних значень технологічного, енергетичного й економічного критеріїв.
Результати виконаних досліджень підтвердили високу економічну ефективність використання збагаченого кам'яного вугілля в енергетиці в умовах сучасного співвідношення цін і послуг його виробництва.
Дослідження паливної компоненти у собівартості виробництва електроенергії з використанням збагаченого палива дозволили встановити екстремальну залежність кількості корисного тепла, одержуваного від спалювання маси вугільного концентрату, виробленого з тонни вугілля.
Різні значення зольності, за якою досягається максимум, обумовлені відмінністю фракційних складів рядового вугілля і розподілу внутрішньої золи за фракціями питомої маси. Значне скорочення кількості корисного тепла при подальшому зниженні зольності концентратів пояснюється різким падінням його виходу. При оптимальному ступеню збагачення вугілля можлива економія 10-15% природних паливних ресурсів.
Залежність питомої вартості корисного тепла, отриманого при спалюванні маси концентратів різного ступеня збагачення, вироблених з тонни рядового вугілля демонструє рис.1. Ця величина є часткою від ділення собівартості палива на кількість корисного тепла, отриманого при його спалюванні на ТЕС.
Рис.1. Залежність вартості корисного тепла, отриманого при спалюванні продуктів збагачення різної зольності з кам'яного вугілля різних шахт:
1 - Західно-Донбаська;
2 - ім. Сташкова;
3 - Тернівська;
4 –Павлоградська
Мінімальна вартість одиниці корисної теплової енергії забезпечується при такому ступені збагачення вугілля, який дозволяє виробляти паливо, використання якого дає максимальну кількість корисного тепла.
Таким чином, з погляду досягнення позитивного максимального інтегрального ефекту при виробництві електричної енергії на вугільних ТЕС, що полягає в зниженні витрат на паливо і ресурсозбереження, необхідно використовувати збагачене паливо з оптимальною зольністю вироблених концентратів, яка визначатиметься для кожного вугільного пласта з урахуванням способу спалювання і дальності транспортування.
У технічному і технологічному сенсі необхідні передумови виробництва високозбагаченого палива і переходу на енерготехнології, що використовують малозольні вугільні концентрати, існують, однак відсутній економічний і правовий механізми забезпечення взаємодії незалежних виробників і споживачів вугільної продукції. Разом з тим, економічні й екологічні інтереси суспільства можуть бути об'єктивно відображені в державних стандартах на паливо для електростанцій, дотримання яких обов'язково.
Рис. 2. Залежність прибутку при виробництві концентратів різної зольності, одержуваних із тонни рядового вугілля при його зольності: 1 – 30%; 2 – 35%; 3 – 40%; 4 – 45%
Дослідження економічної ефективності виробництва вугільних концентратів в умовах сформованого рівня цін і послуг здійснено відповідно до існуючих схем взаємодії виробників палива і його споживачів: а) рядове вугілля купується збагачувальною фабрикою або іншою юридичною особою і після збагачення продається тепловим електростанціям; б) шахта є власником вугілля і піддає його збагаченню або на власній збагачувальній фабриці, або на іншої на умовах переробки “давальницької” сировини і продає отримані концентрати тепловим електростанціям. Встановлено, що для варіанта „а” процес збагачення завжди є прибутковим. Зі зменшенням зольності концентрату знижується його кількість, однак зростає ціна, тому прибуток, одержаний з реалізації продукції з тонни рядового вугілля, росте і досягає максимуму при зольності концентрату, що відповідає зольності безпородної маси вугілля. Підвищення зольності рядового вугілля знижує прибуток, але несуттєво. Для варіанта „б”, сумарні витрати на сировину складаються із собівартості видобутку вугілля і його збагачення. Для умов беззбиткової роботи, коли прибуток дорівнює нулеві, верхня межа собівартості вуглевидобутку зростає з підвищенням якості концентрату. Таке підвищення є істотним резервом поліпшення економічних показників вугільної промисловості як за рахунок виробництва вугільних концентратів оптимальної зольності, так і за рахунок зниження зольності рядового вугілля.
Виконані дослідження є методологічною основою для визначення раціонального ступеню збагачення кам'яного вугілля. Зольність вугільних концентратів, що забезпечує найбільший економічний ефект, повинна визначатися на основі викладеного підходу в залежності від властивостей вугілля, віддаленості місць видобутку і використання, технології спалювання, рівня цін, що склався.
ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК
У дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, вирішено актуальну наукову і практичну задачу, що полягає в економічному обґрунтуванні якості та підвищенні конкурентоспроможності продукції вугільних підприємств на основі мінімізації витрат на паливо при виробництві тепла і електроенергії за рахунок підвищення ефективності використання енергетичного потенціалу вугілля при споживанні збагаченого палива.
Основні результати досліджень, що одержані при виконанні дисертаційної роботи, полягають у нижченаведеному:
1. Сьогодні Україна відчуває дефіцит кількості і якості власного енергоносія – кам'яного вугілля. Низька якість вугілля пов’язана значною мірою з вичерпанням найбільш потужних і доступних вугільних пластів. Вугільна промисловість України має технології і технічні можливості зниження зольності вугілля, як у видобутку, так і за рахунок збагачення, але рівень якості економічно не обґрунтований.
2. Одним з найважливіших чинників, що визначають теплотворну здатність кам'яного вугілля як інтегрального показника його якості, є зольність, що складається з внутрішньої і зовнішньої золи. Внутрішня зола обумовлена природними чинниками, які відносяться до некерованих. Зовнішня – гірничо-технологічними і економічними, які є керованими або частково керованими.
3. Збагачене вугілля має більш високі споживчі властивості і навіть за існуючими економічними умовами і цінами, що склалися, українське вугілля є конкурентоспроможним по відношенню до імпортованого.
4. При використанні кам'яного вугілля в енергетиці кінцевим продуктом є корисне тепло, кількість якого залежить як від технологій спалювання, так і від властивостей палива віддавати свій енергетичний потенціал. При збагаченні вугілля, за ступенем вилучення високозольних фракцій, знижується зольність концентрату і зменшується його кількість. Це, незважаючи на збільшення теплотворної здатності палива, призводить до зниження кількості потенційного тепла, що містіться в концентраті, у порівнянні з його кількістю у рядовому вугіллі. Проте ступінь перетворення цього тепла в товар – корисне тепло, що обумовлене коефіцієнтом корисної дії електростанцій, росте із зниженням зольності при максимальному для її рівня виході концентрату. У зв'язку з цим, кількість корисного тепла, що є товаром, залежно від ступеня збагачення вугілля має екстремальний характер з максимумом при зольності концентрату, відповідної зольності безпородних фракцій при їх мінімальних втратах з відходами.
5. Доведено, що собівартість переділу при збагаченні вугілля в межах технологічних можливостей даної збагачувальної фабрики практично не залежить від якості концентратів, що виробляються.
6. Для комплексної оцінки ефективності використання збагаченого палива на теплових електростанціях запропоновано технологічний, енергетичний і економічний критерії, кожний з яких, залежно від ступеня збагачення, має екстремальний характер. При інтегральному підході до обґрунтування якості вугілля оптимальне значення зольності вироблюваних концентратів буде при поєднанні максимумів даних критеріїв.
7. На підставі аналізу технологічного циклу “видобуток-використання вугілля” розроблена технолого-економічна модель, що дозволяє оптимізувати якість палива і ступінь його збагачення на основі мінімізації собівартості кінцевої продукції. Модель враховує природні властивості викопного вугілля, гірничо-технологічні чинники їх видобутку, технологію збагачення і витрати на її реалізацію, витрати на транспортування палива залежно від ступеня збагачення, на операції складування, обробки і спалювання.
8. Виробництво збагаченого палива в умовах сформованого нині рівня цін і послуг підвищує прибутковість вугільних підприємств та конкурентоспроможність їх продукції, а верхня межа собівартості беззбиткового вуглевидобутку досягається при ступеню збагачення вугілля, що забезпечує отримання максимальної кількості корисного тепла, тобто товару, що виробляється споживачем вугілля;
9. Інтегральна якість кам'яного вугілля різного марочного і фракційного складу, що забезпечує мінімальні витрати на виробництво тепла і електричної енергії та прибутковість вугільних підприємств, буде при такому ступені збагачення, при якому зольність концентратів відповідає зольності безпородної маси з мінімальними її втратами з відходами. Виходячи з цього принципу, раціональний ступінь збагачення повинен визначатися для кожного конкретного випадку використання вугілля залежно від його природних властивостей, дальності транспортування і технологій спалювання.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
У наукових фахових виданнях:
1.Пилова Е.П. Улучшение экономических показателей производства угольных концентратов для энергетики за счет повышения их качества // Экономика промышленности: Сб. науч. тр./ НАН Украины. Ин-т. экономики пром-сти. – Донецк, 2002. – С. 373-381
2.Пилова Е.П. Методология экономического обоснования качества каменных углей на основе повышения степени использования их энергетического потенциала// Академічний огляд. – 2003–№1 – С. 53-61
3.Пілова К.П. Економічна ефективність та раціональний ступень збагачення кам’яного вугілля для енергетики// СХІД. –№2 (52). – 2003. – С.13-17
4.Пилова Е.П. Анализ факторов, определяющих качество каменных углей при добыче// Науковий вісник НГУ. - 2004. - №8 - С. 23-25
5.Пилова Е.П. Себестоимость передела углеобогащения в зависимости от качества концентрата для энергетики // Науковий вісник НГУ. - 2005. - №3 - С. 89-92
Опубліковано в інших виданнях:
6.Пилов П.И., Шаров А.И., Пилова Е.П. Технолого-экономическая модель обоснования качества угля для энергетики// Горный информ.-аналит. бюл. - 2001.- №3. - С.161-165.
7.Пилова Е.П. Экономика рационального использования каменных углей в энергетике// Зб. тез доп. Муніципальної науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених за підтримки Київської міської адміністрації „Крок у майбутнє”, м. Киів, 24 травня 2001 р. – К.: НТУУ “КПІ”, 2001. - С.61-62
8.Пилова Е.П. Влияние качества каменных углей на себестоимость производимой электроэнергии и ресурсосбережение// Горный информ.-аналит. бюл. - 2003.- № 2. - С.138-140.
9.Пилова Е.П. Экономические и экологические аспекты использования каменных углей в производстве электроэнергии// Актуальні проблеми управління соціально-економічним розвитком: Матеріали міжнар. науково-практичної конф. студентів і молодих вчених, Київ, 3-6 червня 2002 р. – К.: КНЕУ, 2002. - С. 133-135
10.Пилова Е.П. Экологические и ресурсосберегающие аспекты оптимизации качества каменных углей для тепловой электроэнергетики// Зб. тез доп. V Міжнародної науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство” (м. Київ, 13-15 травня 2002р). - К.: Політехніка, 2002. - С. 522-524
11.Пилова Е.П. Экономические аспекты производства и использования каменных углей в энергетике.// Горный информ.-аналит. бюл. - 2004.-№3-С.176-181
Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані в співавторстві: в роботі [6] запропоновано технолого-економічну модель обґрунтування якості кам’яного вугілля для енергетиці.
АНОТАЦІЯ
Пілова К.П. Економічне обґрунтування якості продукції вугільних підприємств для енергетики. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.06.01 - економіка, організація і управління підприємствами. - Криворізький технічний університет, м. Кривий Ріг, 2005.
У дисертації міститься теоретичне обґрунтування, методичні положення і практичні рекомендації визначення рівня якості кам'яного вугілля для енергетики, виходячи з мінімізації собівартості виробництва електричної енергії на твердопаливних теплових електростанціях (ТЕС).
Встановлено, що рівень зольності вугілля економічно не обґрунтований, що викликано невизначеністю співвідношення „якість-кількість” при існуючому механізмі формування цін на паливо.
Запропоновано товаром вважати корисне тепло, одержуване при спалюванні вугілля, кількість якого залежно від ступеня збагачення носить екстремальний характер з максимумом при зольності, рівної зольності безпородної маси вугілля.
Розроблено технолого-економічну модель циклу „видобуток вугілля - його збагачення - транспортування - використання на ТЕС” та запропоновані технологічний, енергетичний і економічний критерії для оцінки його ефективності.
Одержані наукові результати створюють методологічну базу для економічного визначення рівня якості палива залежно від природних властивостей викопного вугілля і технології його спалювання, а також для раціонального ціноутворення на основі розгляду в якості товару кількості корисного тепла, що містіться у вугіллі.
Ключові слова: кам'яне вугілля, збагачення, якість, ступінь енергетичного використання, електроенергія, собівартість, технолого-економічна модель, критерії, оптимізація.
АННОТАЦИЯ
Пилова Е.П. Экономическое обоснование качества продукции угольных предприятий для энергетики. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук по специальности 08.06.01 – экономика, организация и управление предприятиями. – Криворожский технический университет, г. Кривой Рог, 2005.
В диссертации содержится теоретическое обоснование, методические положения и практические рекомендации определения уровня качества каменных углей для энергетики, исходя из минимизации себестоимости производства электрической энергии на твердотопливных тепловых электростанциях (ТЭС).
На основании анализа априорной информации показано, что каменный уголь, являясь единственным собственным энергоносителем Украины, запасов которого достаточно для обеспечения энергетической независимости, будет играть большую роль в производстве электрической энергии. Горно-геологические условия залегания каменных углей в месторождениях Украины, незначительная мощность угольных пластов и существующие технологии добычи обусловливают высокую зольность рядовых углей, которая существенно превышает проектную для ТЭС, что вызывает повышение себестоимости производства электроэнергии.
Интегральным свойством каменных углей, определяющим их потребительские свойства как топлива, является теплотворная способность, зависящая как от природных свойств, так и от степени засорения вмещающими породами, обусловленной геотехнологическими и горнопромышленными факторами добычи и обогащения.
Повышение теплотворной способности каменных углей – операция, технически и технологически реализуемая на существующих обогатительных фабриках и состоящая в отделении от угля засоряющих его
