Объекты угольной горно-энергетической системы (угэс)

© А.Л. Пучков, 2002

УДК 622.658.26

А.Л. Пучков

ОБЪЕКТЫ УГОЛЬНОЙ ГОРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1.Угольные горно-энергетические системы.

С, истема - это совокупность большого числа элементов, находящихся во взаимодействии.

Угольная горно-энергетическая система включает в себя угледобывающие предприятия, углеперерабатывающие предприятия и предприятия, производящие тепловую и электрическую энергию.

УГЭС привязана к одному угольному бассейну, который в значительной степени будет определять ее характеристики.

Угольная горно-энергетическая система - множество предприятий угледобывающей, углеперерабатывающей и энергетической промышленности, находящихся в одном угледобывающем регионе и базирующихся на определенном угольном бассейне, конечной целью функционирования которых является преобразование запасов угля бассейна в тепловую и электрическую энергию.

УГЭС - это прежде всего система процессов и затем система составляющих ее элементов.

Угольная горно-энергетическая система включает в себя большое число элементов, находящихся во взаимодействии. Это и угледобывающие предприятия, и углеперерабатывающие предприятия, и ТЭЦ, но УГЭС привязана к одному угольному бассейну, который в значительной степени будет определять характеристики процессов взаимодействия объектов УГЭС между собой.

Рассматривая угольную горно-энергетическую систему отдельного региона, необходимо изучить характеристики ее объектов и связей между ее объектами (т.е. происходящих процессов) в различных аспектах. Это горногеологический аспект, экономический аспект, экологический аспект, технологический аспект, социальный аспект.

Необходимость изучения характеристик объектов УГЭС отдельного региона в различных аспектах определяется различными современными условиями существования предприятий с позиций этих аспектов и необходимостью поиска путей улучшения ситуации в угледобывающей, углеперерабатывающей и энергетической промышленности.

Горно-геологический аспект оказывает решающее влияние на технологию добычи угля, технологию отработки пластов, формирование технологической схемы работы, применяемой на шахте. От горно-геологических характеристик в значительной мере зависит эффективность добычи угля.

Технологический аспект в значительной мере определяет себестоимость конечного продукта УГЭС. Установившиеся взаимосвязи между объектами УГЭС определяют поставщиков сырья для углеобогатительных фабрик и ТЭЦ. Изменение взаимоотношений между предприятиями УГЭС,

изменение поставщиков для углеперерабатывающих предприятий и ТЭЦ влечет за собой необходимость изменения технологий производств и влияет на себестоимость конечного продукта.

Экологический аспект оказывает большое влияние на определение технологий работы предприятий УГЭС, на себестоимость. Загрязнение окружающей среды происходит на всех этапах производства конечного продукта. Потребляемый ТЭЦ уголь производится с неизбежным загрязнением окружающей среды на углеобогатительном предприятии, а уголь, потребляемый углеобогатительным предприятием, добывается с неизбежным загрязнением окружающей среды угольными шахтами.

Экономический аспект определяет стоимость конечного продукта - тепловой энергии, определение цены конечного продукта на всех этапах добычи, переработки сырья и его производства. В конечном итоге результатом деятельности предприятий УГЭС будет являться производство продукта их деятельности - тепловой и электрической энергии. Экономической основой функционирования предприятий УГЭС является рациональное сочетание средств, полученных от реализации конечного продукта и средств государственной поддержки за счет средств федерального бюджета.

Социальный аспект показывает влияние социальноэкономической ситуации в регионе на производство конечного продукта.

Стадии производства тепловой и электрической энергии взаимосвязаны и влияют на условия существования друг друга. С позиций различных аспектов рассматривать их следует системно, а не как отдельные независимые элементы.

Критерием производительности УГЭС будет количество энергии, произведенное ТЭЦ, входящими в данную УГЭС, с угля, добываемого с угольного бассейна, к которому привязана данная УГЭС 5Wk.

Рассмотрим схему угольной горно-энергети-ческой системы (рис. 1):

1 - угольный бассейн, к которому привязана УГЭС;

2 - первый уровень иерархии ^ = 1). Угледобывающие предприятия - Ш (шахты, разрезы и т.д.). Общее количество угледобывающих предприятий

п

2 п J ) с (1,...п);

Г1

3 - второй уровень иерархии ^ = 2). Углеперерабатывающие предприятия - О (обогатительные фабрики и т.д.). Общее количество углеперерабатывающих предприятий

т

2 т ; ) с (1,...т);

Г1

4 - третий уровень иерархии ^ = 3 ). Предприятия, перерабатывающие обогащенный уголь в тепловую и электроэнергию - ЭН ( ТЭЦ и т.д.). Общее количество энергетических предприятий

Рис. 1. Схема угольной горно-энергетической системы

k

s k j j с (1,...k);

j=1

5 - диаграммы, показывающие количество тепловой и электрической энергии, полученной на данном энергетическом предприятии, с угля, добытого на данном угольном бассейне, к которому привязана данная УГЭС.

Исходя из данного методологического подхода к рассмотрению предприятий, участвующих в производстве энергии, и процессов, протекающих в УГЭС можно определить следующие интегральные параметры УГЭС:

• V,P,W - объем выпуска конечного продукта предприятий УГЭС;

• Vin - объем выпуска рядового угля на угледобывающем предприятии;

• Pim - объем выпуска обогащенного угля на углеобогатительной фабрике;

• Wa - объем производства энергии на энергетическом предприятии;

• C - стоимость производства;

• Cm - стоимость добычи угля;

• Cim - стоимость обогащения;

• Са - стоимость производства энергии;

• Эт, Э^, Э^ - экологическое воздействие;

• Uin, Uim, Ua - экологические платежи.

На одно энергетическое предприятие поступает уголь с нескольких углеобогатительных предприятий, на одно углеобогатительное предприятие поступает уголь с нескольких шахт.

Угольная горно-энергетическая система соединяет все компоненты - технику, технологию, совместный труд людей, экономику - и придает организованный характер движению производства.

Объем выпуска конечного продукта - рядового угля V1n для шахт - будет иметь размерность т/мес. Для обогатительного предприятия Р2т будет иметь размерность т/мес. Для энергетических предприятий W1k Дж/мес., кВт/мес.

Стоимость конечных продуктов каждого этапа будет определяться себестоимостью на каждом этапе технологического процесса производства энергии С1п , С2т , С3к и иметь размерность руб/т для шахт и углеобогатительных предприятий и руб/Дж, руб/кВт для энергетических предприятий.

Экологическое воздействие УГЭС на окружающую среду определяется воздействием всех ее предприятий на различные сферы Э1п , Э2т, Э3к .

Экологические платежи УГЭС будут определяться экологическими платежами всех предприятий УГЭС и включают в себя платежи за использование природных ресурсов, платежи за загрязнение в пределах и сверх установленных нормативов. Экологические платежи имеют размерность руб/т

2. Модель работы угольной горно-энергетичес-кой системы

В модели работы УГЭС необходимо отражение следующих элементов:

• материальные и финансовые потоки УГЭС;

• постатейный учет затрат шахт угледобывающего бассейна, перерабатывающих предприятий, ТЭЦ ;

• влияние рынка;

• действия других производящих тепловую и электрическую энергию объединений;

• виды расчетов за конечную продукцию;

• налоговые платежи в бюджеты всех уровней.

Модель работы УГЭС должна представлять собой наиболее общее содержательное описание системы уголь - переработка - энергия. Ее смысл должен состоять в установлении структурных элементов системы и связей между ними. Модель работы должна показывать, что является окружающей средой для корпорации и как корпорация взаимодействует с этой средой.

Любую экономическую систему можно рассматривать как состоящую из двух слоев (2). Первый слой («Материальные потоки») составляет производство. В нем в примере УГЭС происходит обогащение материальных потоков. Во втором слое («Финансовые потоки») в примере УГЭС циркулируют финансовые потоки угледобывающего предприятия, углеперерабатывающего предприятия и ТЭЦ, в нем размещено денежное обращение и обмен его эквивалентами (рис. 2).

Материальные потоки УГЭС

финансовые потоки угледобывающего предприятия (шахты или разреза) Финансовые потоки углеобогатительного предприятия Финансовые потоки энергетического предприятия

финансовые потоки угольной горно-энергетической системы

Бюджеты всех уровней

Рис. 2. Структура модели угольной горно-энергетической системы

Наибольший интерес представляет первый уровень модели, где представлен производственный аспект УГЭС. Первый уровень изображен на рис. 3.

Модель отображает технологическую цепочку уголь -обогащение - энергия, особенности и взаимосвязи материальных и финансовых потоков. Первым звеном модели являются угольные шахты и угольные разрезы бассейна. Поток «Добыча угля» отражает интегральную величину добычи угля на данном бассейне и определяется производственной мощностью и планируемым объемом добычи. В соответствии со схемой УГЭС общий объем угля, поставляемый на все обогатительные фабрики О2п, п

Vin = Z Vij j=1

где Vij - объем рядового угля, поставленный на обогатительные фабрики шахтой Ш1п .

Он формирует накопитель «Производственный запас угля» (V(o)1n), который зависит от производственной мощности разреза (N1n) и от планируемого объема добычи ^(оп)1п). После обогащения на обогатительном предприятии О2т обогащенный уголь, объем которого обозначим P(o)2m, распределяется по двум направлениям: поставка для электростанций P2m и поставка на рынок P(p)2m (соответствующий поток зависит от спроса на обогащенный уголь (ру). Входные потоки для электростанций Э3к могут форми-

роваться, помимо представленных потоков технологической цепочки УГЭС, за счет покупок сырья на рынке^у). Объем произведенной энергии на энергетическом предприятии обозначим W3k - это будет потоком «поставка энергии на рынок». При построении модели УГЭС нас будет интересовать объем тепловой и электрической энергии W3k, произведенной данной ТЭЦ к j к

2 к j і с

і=1

из сырья Р2т , произведенного обогатительной фабрикой данной УГЭС т j т

2 т j і с

і=1

из рядового угля V1n , добытого из бассейна УГЭС, угледобывающим предприятием п і п

2 п і і с

і=1

Конечными элементами производства продукции УГЭС, таким образом, являются потоки «Поставка угля на рынок» Р(р)2т и «Поставка электроэнергии на рынок» Wзk

3. Технологические параметры угольной горно-

Рис. 3. Материальные потоки угольной горноэнергетической системы:

Шхп . - угледобывающее предприятие (шахта или разрез); У:п -объем рядового угля, поставляемого на углеобогатительное предприятие (м3/мес.); У(о)щ - производственный запас угля (м3/мес.); Nln -производственная мощность угледобывающего предприятия; У(оп)1п - планируемый объем добычи; О2т - углеобогатительное предприятие; Р(о)2т - объем обогащенного угля (м3/мес.); Р2т - объем обогащенного угля, поставляемый на энергетическое предприятие; Р(р)2т -объем обогащенного угля, поставляемый на рынок (м3/мес.); ру -спрос на обогащенный уголь; Эзк - энергетическое предприятие; % -покупка сырья на рынке энергетическим предприятием; Wзk - объем поставок энергии на рынок (кДж,кВт/мес.); рэ - спрос на энергию

энергетической системы.

Технологические параметры определяются через структурные технологические коэффициенты протекающих в УГЭС процессов.

• V1n - объем рядового угля, поставляемого на обогатительную фабрику О2п шахтой Ш1п для переработки (т/мес).

• Р2т - объем концентрата, поставляемого на ЭН31 обогатительной фабрикой О2п для производства тепловой энергии (тн/мес).

• W3k - количество энергии, произведенной Э3к (кДж, кВт /мес).

Технологические связи между объемами конечной продукции разных уровней УГЭС:

Vlj / Р2і = к12

Р2і / Wзj = к23

Wзj / Р2і = кз2 і = (1,...п) і = (1,...т), і = (1,...к).

Общий объем угля, поставляемый на все обогатительные фабрики О2т п

V2n = 2 І=1

Общий объем концентрата, поставляемого на Э31 т

Р31 = 2 Р 2і і=1

Р 2і = к12 / Vlj Р 2і = Wзj/ кз2

Wзj/ Vlj = кщ / кіз = кзі кзі = 1 / кіз

Состав объема угля, формируемый на обогатительной фабрике О2п

Vln = Vll + V12 +...+ ^п

п

Vln = 2 Vlj і=1

Величина к32 определяет количество концентрата, необходимого для производства 1 кДж, 1 кВт энергии.

4. Экономические параметры угольной горноэнергетической системы.

Формирование стоимости конечного продукта и величина себестоимости электроэнергии - составляющие экономического аспекта УГЭС.

Конечный продукт УГЭС - электроэнергия и тепловая энергия. Стоимость единиц полезной энергии - 1 кВт, 1 Дж формируется на каждом этапе процесса и включает в себя все издержки производства и плату за экологический ущерб. Рассмотрим, из чего складывается себестоимость энергии. Она зависит от себестоимости обогащенного сырья, платы за экологический ущерб, наносимый при добыче, обогащении угля и получении энергии, стоимости дополнительных материальных ресурсов, поставляемых на энергетическое предприятие, внутренних издержек производства энергии (зарплата, амортизационные отчисления и т.д.), внешних издержек производства (налоги), рентабельности обогащения угля, стоимости транспортных расходов.

Формирование цены энергии будет зависеть от ее себестоимости. Себестоимость будет формироваться на различ-

ных этапах получения тепловой энергии (шахта - обогащение - энергетическое предприятие).

Для каждого этапа будет своя себестоимость, из себестоимостей каждого этапа будет складываться общая себестоимость 1 Дж тепловой энергии и цена тепловой энергии.

Себестоимость 1 кВт, 1 Дж будет складываться:

1. Себестоимость добычи количества угля, необходимого для получения 1 Дж тепловой энергии на угледобывающем предприятии (шахте).

2. Себестоимость переработки (обогащения) количества угля, необходимого для получения 1 Дж тепловой энергии на обогатительном предприятии.

3. Себестоимость производства 1 кВт,1 Дж энергии на ТЭЦ (энергетическом предприятии).

Себестоимость добычи количества угля, необходимого для получения 1 кВт, 1 Дж энергии будет рассчитываться по формуле

Сш = Пш + Дш + Rш + Ош,

где Сш - себестоимость добычи количества угля, необходимого для получения 1кВт, 1 Дж энергии; Пш - плата за экологический ущерб, наносимый окружающей среде угледобывающим предприятием (шахтой); Дш - стоимость дополнительных материальных ресурсов, поставляемых на угледобывающее предприятие (шахту); Rш - сумма внутренних издержек шахты (зарплата и амортизационные отчисления); Ош - сумма внешних издержек производства на шахте (налоги).

Себестоимость переработки (обогащения) количества угля, необходимого для получения 1 кВт, 1 Дж энергии будет рассчитываться по формуле

Со = КшСш + По + До + Rо + Оо + Т,

где С0 - себестоимость переработки (обогащения) количества угля, необходимого для получения 1 Дж тепловой энергии; Сш - себестоимость добычи количества угля, необходимого для получения 1кВт, 1 Дж энергии; По - плата за экологический ущерб, наносимый окружающей среде углеобогатительным предприятием; До - стоимость дополнительных материальных ресурсов, поставляемых на углеобогатительное предприятие; R0 - сумма внутренних издержек углеобогатительного предприятия (зарплата и амортизационные отчисления); Оо - сумма внешних издержек производства на углеобогатительном предприятии (налоги); Ко -коэффициент рентабельности производства на угледобывающем предприятии; Т - стоимость транспортных расходов на поставку угля от шахты до углеобогатительного предприятия.

Себестоимость производства 1 кВт, 1 Дж энергии на энергетическом предприятии будет рассчитываться по формуле

Сэн= КоСо + Пэн + Дэн + а,н + Оэн + Т,

где Сэн - себестоимость производства 1 кВт, 1 Дж энергии на энергетическом предприятии; Со - себестоимость обогащенного сырья для энергетического предприятия, необходимого для получения 1 кВт, 1 Дж энергии; Пэн - плата за экологический ущерб, наносимый энергетическим предприятием окружающей среде; Дэн - стоимость дополнительных материальных ресурсов, поставляемых на энергетическое предприятие; Rэн - сумма внутренних издержек энергетиче-

ского предприятия (зарплата и амортизационные отчисления); Q3H - сумма внешних издержек производства на энергетическом предприятии (налоги); Ко - коэффициент рентабельности производства на углеобогатительном предприятии; Т - стоимость транспортных расходов на поставку угля от углеобогатительного предприятия до энергетического предприятия.

Стоимость продукции горного производства отражается на формировании стоимости продукции всех последующих производств. Из этого следует, что необходимо включать в формулу расчета стоимости на i-м технологическом переделе коэффицент рентабельности производства на i-1 технологическом переделе и стоимость основного сырья, поставляемого в i-е производство в зависимости от объема поставляемого сырья (Ri.i Си ) yi Wm

yi = ------_

Wok

где Wm - количество энергии, полученной на угле с m-й обогатительной фабрики; W0k - общее количество энергии, выработанной на данном энергетическом предприятии.

Для расчета себестоимости 1 кВт, 1 Дж энергии, полученной с угля бассейна данной УГЭС, воспользуемся формулой

m k Wm C am

E E --------------

m=1 к=1 Wok

Сэ(о) =

W

W

-------= k,

P

где W(O) - общее количество энергии, произведенной данной УГЭС; P(0) - общее количество угля, добытого угледобывающими предприятиями данной УГЭС и затраченного для получения энергии энергетическими предприятиями данной УГЭС.

4. Объединение объектов угольной горноэнергетической системы

Возникает вопрос: кому полезно объединение и что это дает?

1) Объединение объектов угольной горноэнергетической системы в холдинг или корпорацию. В этом случае платить налоги будет не каждый отдельный элемент системы, а корпорация в целом. Из этого следует снижение налоговых платежей. Это выгодно в первую очередь руководителям предприятий, но в российских рыночных отношениях возникает проблема в том, что они же по своим соображениям объединяться и не хотят.

2) Неформальное объединение. При таком объединении предполагается, что поставщики и потребители в цепочке углеперерабатывающего процесса четко понимают, что они должны действовать сообща, и в этом их взаимовы-года. Но возникает проблема в том, что к неформальным объединениям отрицательно относится налоговое законодательство Российской Федерации.

Рис. 4. Оптимистическая кривая эффективности работы угольной горно-энергетической системы

Цель исследования объединений предприятий угольной горно-энергетической системы поставщиков и потребителей - найти физический критерий эффективности работы системы и качественно показать его зависимость от объединений объектов системы.

В угольной горно-энергетической системе:

п - поставщик;

т - поставщик и потребитель;

к - потребитель.

И рынок у них один. Кривая эффективности работы угольной горно-энергетической системы изображена на рис.

4.

На осях отложены объемы конечной продукции объектов системы. По оси х - 2п V1n - общий объем рядового угля, поставляемый горнодобывающими предприятиями, входящими в систему (обозначенными буквой и). По оси у - 52 тР2т - общий объем обогащенного угля, обогащенного на обогатительных предприятиях системы (обозначенных буквой т). По оси z - 52^о - общее количество энергии, произведенной энергетическими предприятиями, входящими в систему (обозначенными буквой к).

Временной цикл возьмем за один месяц. Соединим точки, соответствующие объему конечной продукции предприятий системы за временной цикл.

Получившаяся кривая будет кривой эффективности работы предприятий угольной горно-энерге-тической системы, а величина 52к^го / 2п V1n = к - критерием эффективности. При оптимистическом прогнозе развития производства предприятий угольной горно-энергетической системы со следующим циклом величины, показывающие объем произведенной продукции предприятий каждого передела, будут увеличиваться, и кривая эффективности будет выглядеть так, как показано на рис. 4.

Программа развития региона, модель развития региона в разрезе региональной угольной горно-энергетической системы должна предусматривать, что поставка энергии на рынок и прибыль от поставки энергии предприятиями к-го уровня должна прямо зависеть от согласованности и сла-

женности действий всех І-х переделов и должна распреде- собности продукта рынок заставит объединяться угольщи-

ляться между предприятиями-объектами угольной горно- ков, обогатителей и энергетиков. В этом заинтересовано ру-

энергетической системы. Для поддержания конкурентоспо- ководство региона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

шения» - Шахты: Южно-Российское отделение Академии горных наук, 1996, с.36.

4. Евтушенко А.Е. Основы оптимизации технологических систем производственно-территориальных комплексов в условиях перехода к рыночным отношениям. -М.: Издательство МГГУ, 1995. - 421 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

1. Астахов А.С. Экономика разведки, добычи и переработки полезных ископаемых (геоэкономика). - М.: Недра, 1991. - 316 с.

2. Климов С.Л. Обоснование создания и организации эффективного функционирования вертикально интегрированных компаний на базе угледобывающих пред-

приятий. Докт. диссертация, Санкт-Петербургский государственный горный ин-т им. Г.В. Плеханова.

3. Аюров В.Д., Неесина Д.В. Иерархические экономические модели рационального природопользования: Сб. научных трудов «Эколого-экономические проблемы горного производства и пути их ре-

Пучков Алексей Львович — кандидат экономических наук, Московский государственный горный университет.