Экономическое обоснование направлений производства жидкого топлива и химических продуктов из углей

Актуальность темы

исследования. Уголь — один из важнейших видов топливно-энергетических ресурсов. Несмотря на то, что его ресурсы в стране в несколько раз превышают ресурсы нефти и газа, а добыча в последние два года имеет слабую тенденцию к росту, угольная промышленность является «замыкающей» отраслью ТЭКа. В настоящее время уголь используется в народном хозяйстве в основном для производства тепловой и электрической энергии, а также для производства кокса. Однако на основе угля представляется возможным производить продукты топливного и нетопливного назначения с новыми потребительскими свойствамикачественными показателями, определяющими сферы использования. Бесспорным условием решения этой проблемы является наличие технологий, позволяющих получать продукцию высокого качества, наиболее полно отвечающую требованиям потребителей и экологическим стандартам.

В Энергетической стратегии России на период до 2020 года, утвержденной Правительством Российской Федерации, сформулировано следующее принципиальное положение: «В целях повышения конкурентоспособности угля на рынке топливно-энергетических ресурсов важное значение должно приобрести качество угольной продукции. Для этого предусматривается широкое применение наиболее прогрессивных методов переработки и обогащения углей и комплексного использования топливно-энергетических ресурсов». Это же предусматривается и Концепцией развития угольной промышленности России до 2010 года.

Повышению роли угля в народном хозяйстве должен способствовать и тот факт, что нефть и природный газ, как и все минеральные ресурсы, невозобновляемы и являются одними из немногих российских высоко ликвидных товаров, значительная часть которых экспортируется с целью пополнения государственного бюджета страны.

Принимая во внимание важность рационального и комплексного использования топливно-энергетических ресурсов, повышение роли угля и угольной отрасли в российской экономике имеет значение не только для производителей угля, но и для страны в целом. Это определяет актуальность проведенных исследований.

Цель и задачи исследования

Целью диссертации является определение экономической эффективности комплексной переработки углей для производства жидких топливных и химических продуктов и обоснование методических подходов к их стоимостной оценке.

В соответствии с намеченной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

• анализ роли углей в удовлетворении современной потребности страны в топливе и энергии;

• исследование нетрадиционных направлений переработки и использования углей с целью повышения роли этого ресурса в отраслях народного хозяйства,.

• выявление потенциальных возможностей использования углей в качестве технологического сырья для производства синтетического жидкого топлива и химических продуктов;

• обоснование методических подходов к стоимостной оценке различных видов продукции, получаемой при переработке углей;

• установление перспектив и экономической целесообразности производства жидкого топлива из углей;

• оценка сырьевой базы углей, пригодных для производства жидкого топлива и химических продуктов.

Объект исследования — предприятия по комплексной переработке углей.

Предмет исследования — экономическая эффективность получения жидкого топлива и химических продуктов из углей.

Связь исследований с государственными и отраслевыми программами и другими документами. Проведение исследований определялось необходимостью реализации основных положений.

Энергетической стратегии России на период до 2020 г., Доктрины энергетической безопасности России, Федеральной целевой программы «Концепция развития угольной промышленности до 2010 г.».

Информационной базой исследования являются основные положения Энергетической стратегии России до 2020 г., Концепции энергетической безопасности России, Федеральной целевой программы «Концепция развития угольной промышленности до 2010 г.», материалы Госкомстата, нормативные документы, публикации результатов технико-экономических исследований отраслевых институтов и ведущих ученых, теоретические и методические положения в области экономики и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы применялись методы экономического и финансового анализа, статистики, экспертных оценок, аналогий, сценарного моделированияпри оценке затрат на продукцию при комплексной переработке углей использовался «весовой» метод и метод «отключения».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Повышение эффективности функционирования угледобывающей отрасли, обладающей значительным ресурсным и кадровым потенциалом, возможно за счет использования новых технологий комплексной переработки угля, позволяющих улучшить качество продукции традиционного назначения, а также получать экологически чистые продукты с новыми потребительскими свойствами.

2. Методические подходы к определению затрат на производство различных видов продукции на предприятиях по комплексной переработке углей должны учитывать объем выпуска продукции и ее потребительские свойства, что возможно при последовательном применении двух методов -«отключения» и «весового» метода.

3. Результаты экономической оценки технологий производства жидкого топлива из углей, выполненной на основе таких оценочных показателей, как капитальные вложения на строительство будущих предприятий, эксплутационные расходы на переработку углей с учетом их стоимости, срок окупаемости капитальных вложений и уровень рентабельности производства продукции.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• доказана принципиальная возможность повышения эффективности использования ресурсов углей за счет глубокой комплексной переработки, позволяющей улучшить качество продукции, а также получать экологически чистые продукты с новыми потребительскими свойствами;

• сформулированы нетрадиционные направления использования углей в народном хозяйстве на основе современных технологий глубокой комплексной переработки;

• установлено, что распределение затрат между основной и попутной продукцией на предприятиях по комплексной переработке углей должно основываться на методе «отключения" — предполагающем классификацию продукции по объему выпуска;

• установлено, что распределение затрат между основными продуктами при комплексной переработке углей может осуществляться с помощью «весового метода» с учетом коэффициентов, применяемых нефтеперерабатывающей промышленности;

• доказано, что определяющим фактором при обосновании перспектив получения синтетического жидкого топлива из углей являются издержки добычи нефти и цены на нее;

• определены перспективы применения различных технологий производства синтетического жидкого топлива и оценены запасы и ресурсы углей пригодных для комплексной переработкиТеоретическая ценность результатов исследования заключается в научном обосновании перспектив и возможных направлений использования угольных ресурсов страны с учетом комплексной переработки углей, а также в разработке методического подхода к определению затрат на продукцию, получаемую на предприятиях по глубокой комплексной переработке углей.

Практическая значимость результатов работы определяется возможностью их использования предприятиями (или подразделениями) по переработке углей при выборе технологий и расчете затрат на различные виды топливной и химической продукции (может быть использован методический подход к распределению затрат). Результаты работы могут быть также использованы органами законодательной власти при составлении программ развития угольной отрасли и рационального использованием недр, научно-исследовательскими организациями при прогнозировании развития угольной промышленности, отдельных регионов, угольных бассейнов и месторождений, а также в учебном процессе высших учебных заведений при формировании курсов «Экономика и управление предприятиями топливно-энергетического комплекса».

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на Международном форуме «Высокие технологии XXI в.», Школеконференции молодых ученых РАН, Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, совместных научных семинарах отраслевых НИИ — Института горючих ископаемых, Института микроэкономики, Института горного дела им. А. А. Скочинского.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ общим объёмом 2 печатных листа.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, 7 приложений и списка использованной литературы, включающего 106 наименований. Содержание работы изложено на 152 страницах и содержит 39 таблиц, 6 рисунков.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

1. Одним из наиболее перспективных направлений переработки углей в.

России, США, ЮАР, Германии, Японии и других странах является превращение углей в жидкие продукты с последующим получением моторного и котельного топлива, а также сырья для химической промышленности. К началу 40-х годов XX века в Германии существовала даже целая отрасль промышленности по производству жидкого топлива из углей, к началу Второй Мировой войны здесь производилось 5 млн. т жидкого топлива. В течение последних десятилетий в промышленных масштабах производство синтетического жидкого топлива осуществлялось в ЮАР, в 90-е годы XX веке здесь работали 3 завода фирмы «Сасол», производившие жидкое топливо из угля (4−5 млн. т./год). В 70 — 80-е годы методы ожижения угля в лабораторных и полупромышленных условиях активно изучались в США, Великобритании, Польше, Германии и других странах (всего около 100 различных процессов).

2. Прогнозы начала 80-х годов предусматривали производство к 2000 г. примерно 0,25 млрд. тонн условного синтетического топлива. Однако этого не произошло. За годы, прошедшие со времени первого нефтяного кризиса (1973г.), был достигнут значительный технический прогресс в области разведки и добычи нефти (трехмерная сейсморазведка, горизонтальное бурение, применение полупогруженных платформ, компьютерные технологии), что позволило существенно снизить издержки ее производства. Стала рентабельной добыча на многих известных, но не эксплуатировавшихся месторождениях, а также в новых прежде трудно доступных регионах, например Северного моря, Мексиканского залива и Аляски. За 10 лет издержки добычи в странах, не входящих в ОПЕК снизились в 2 и более раз, постепенно приближаясь к издержкам на лучших месторождениях в странах ОПЕК, в том числе и на Ближнем и Среднем Востоке.

3. В течение двух с половиной десятилетий (без учета кратковременных колебаний, вызванных, как правило, причинами неэкономического характера — усиление политической напряженности, введение эмбарго и др.) спрос на нефть соответствовал предложению. Поэтому, даже если считать необходимым разработку дорогостоящих, но имеющихся в изобилии альтернативных ресурсов производства нефти (угля, битуминозных песчаников, горючих сланцев), рынок не признает их общественной полезности до тех пор, пока не обнаружится дефицит более дешевого сырьясамой нефти. Анализ динамики мировых разведанных запасов нефти не выявляет тенденции к их сокращению, иными словами, количество нефти, ежегодно извлекаемое из недр, пока еще компенсируется приростом запасов. Так, разведанные запасы нефти в мире (без России и стран СНГ) в начале XXI века составляли 132 млрд. тонн против 70 млрд. тонн в 1971 г. Благодаря внедрению новой техники и технологии в отработку вовлекаются и ранее недоступные месторождения. Таким образом затраты на производства нефти из альтернативных источников пока не являются регулирующими для цен на нефть. Вследствие этого, несмотря на значительные ресурсы альтернативных источников, на порядок превышающих ресурсы обычной нефти, реализация большинства крупномасштабных проектов производства синтетического жидкого топлива во многих странах была приостановлена в 80-х годах.

4. Цены на нефть в последние годы постоянно растут. В июне 2005 цена нефти (сорт Брент) на Нью-Йоркской бирже достигла 60 долларов за баррель, на Лондонской — 59 долларов (в 90-е годы XX в. цена нефти составляла в среднем 18 долларов за баррель). Цена российской нефти (Urals, порты Средиземноморья) составила 54 доллара за баррель. В бюджете страны на 2006 г. заложена цена нефти в 40 долларов за баррель. На рынке топливно-энергетических ресурсов цены на нефть являются определяющими, так как в настоящее время именно нефть выполняет функцию универсального энергоносителя. Цены на нефть зависят не только от соотношения спроса и предложения, но и от политических амбиций стран экспортеров и импортеров, а также от поведения крупнейших добывающих компаний.

5. Минерально-сырьевые ресурсы (в том числе и топливно энергетические) в конечном итоге не возобновляемы. В этой связи основной принцип их использования должен заключаться в том, чтобы максимизировать доходы от их эксплуатации, так как отрабатываются лучшие по величине и качеству запасов месторождения, тем самым, предопределяя неизбежный в будущем переход к эксплуатации месторождений с худшими горно-геологическими и экономическими характеристиками. Это означает постепенное перемещение ресурсной базы в районы с экстремальными природно-климатическими условиями, с неразвитой инфраструктурой, удаленные от промышленных центров, что в свою очередь способствует росту издержек производства сырья, увеличению транспортных расходов Эксплуатация невозобновляемых ресурсов в итоге будет характеризоваться уменьшением общей оценки ресурсов по мере роста накопленной добычи. Неслучайно, среди основных целей политики некоторых стран-экспортеров можно выделить стремление к интернационализации топливно-энергетического сектора, растущий интерес к ресурсам других стран (в особенности соседних), готовность инвестировать в некоторые крупные проекты разработки месторождений с тем, чтобы обеспечить развитие своего топливно-энергетического сектора экономики и после истощения собственных энергетических ресурсов.

6. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, касающиеся изучения свойств угля (а также других альтернативных источников) и методов их переработки в жидкое топливо ведутся, хотя и в значительно меньших объемах, чем во время нефтяных кризисов 1973, 1978 годов и первые послекризисные годы. Успешным примером в этой области может служить разработка битуминозных песков в Канаде компаниями «Suncor», «Syncrude» и «Albian Sand». В 2002 г. здесь было получено 0,7 млн. баррелей (245 тыс. т) нефти, ее себестоимость снизилась до 10,1 долл./баррель против 16,8 долл./баррель в 1980 г.

7. На эффективность процессов получения жидких и газообразных продуктов из угля оказывают влияние химический состав и структура исходных углей, а также наличие минеральных примесей. Исследования показали, что лучшим сырьем для получения жидкого топлива являются бурые угли, а также каменные угли марок Д и Г. Россия располагает значительными запасами и прогнозными ресурсами бурых и каменных углей марок Д и Г. Основная часть запасов и ресурсов таких углей приходится на районы Сибири и Дальнего Востока: Канско-Ачинский, Кузнецкий, Ленский бассейны. Однако по разным причинам (сложных горно-геологических условий, отдаленности территорий, отсутствия транспортных связей, неразвитой инфраструктуры, неблагоприятного состава углей, высокой зольности, сернистости и т. д.) не все запасы бурых, газовых и ддиннопламенных углей могут считаться пригодными для получения жидких продуктов. Наиболее полно отвечают условиям угли Канско-Ачинского (за исключением высокозольных углей макаровской свиты) и Кузнецкого бассейнов.

8. На основе расчета и анализа капитальных вложений и эксплуатационных затрат в работе определена эффективность производства жидких продуктов из канско-ачинских углей различными методами (гидрогенизация, газификация по методу Фишера-Тропша, производство метанола). В результате анализа оценочных показателей (прибыль, срок окупаемости капитальных вложений, уровень рентабельности) наиболее перспективным методом производства жидкого топлива в настоящее время может считаться метод гидрогенизации, обеспечивающий прямое получение топливных и химических продуктов. Оптимальная мощность предприятий определена в 4,3 млн. т. угля в год. Годовая прибыль такого предприятия составит около 15 млрд руб.

9. Предприятия (или цеха) по переработке углей способны вырабатывать несколько видов продукции, поэтому в работе обоснован и реализован в расчетах методический подход к классификации этой продукции и распределению затрат между отдельными ее видами. При решении этих задач учитывалось качество и направления использования каждого вида (потребительские свойства), что должно предопределять сопоставимость затрат с аналогичной продукцией, производимой из других источников. Расчеты показывают, что рентабельность получаемой продукции изменяется от 28 до 43%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Природный газ, нефть и уголь на протяжении большого периода времени несут адекватную нагрузку в части удовлетворения потребности страны в энергетическом топливе и технологическом сырье при далеко не одинаковых балансовых запасах и обеспеченности ими на обозримую перспективу: (нефтью на 55 лет, природным газом — 65 лет и углем — 470 лет) В этой связи, исходя из создания условий энергетической безопасности страны, постоянно возрастающей потребности в моторных видах топлива, поставки нефти и нефтепродуктов на внешний рынок и сохранения ее запасов для будущих поколений, возникает необходимость поиска путей увеличения ресурсов жидкого топлива на основе переработки других, более распространенных источников сырья.

2. Такая постановка является правомерной и вполне решаемой задачей в видимой перспективе. Гарантией тому следует признать наличие технического потенциала в виде новых технологий переработки углей в жидкое топливо, разработанных научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями России, техническая осуществимость которых подтверждена эксплуатацией опытно-промышленных и другого типа установок. В качестве конкретных технологий специалистами рекомендуется метод гидрогенизации, обеспечивающий прямое получение жидких и химических продуктов и метод газификации с последующим синтезом получаемого газа в аналогичные виды продукции.

3. Будущие промышленные предприятия по переработке углей рекомендуемыми методами будут вырабатывать несколько видов продукции. В работе обоснованы и в расчетах реализованы методические подходы к классификации вырабатываемой продукции, распределению общих капитальных вложений и годовых эксплуатационных затрат между отдельными ее видами и к оценке целевой и попутно получаемой продукции. При решении этих задач учитывалось качество и возможные направления использования каждого вида продукции, что предопределяет объективную сопоставимость их с аналогичной продукцией, производимой из других источников сырья.

4. На основе разработанных методических подходов и имеющейся информации выполнена количественная экономическая оценка производства жидкого топлива на основе переработки углей рекомендуемыми методами. Оценочными показателями приняты капитальные вложения на строительство предприятий, эксплуатационные затраты на переработку углей, прибыль, срок окупаемости капиталовложений и уровень рентабельности производства продукции. Установлено, что преимущество по этим показателям принадлежит методу производства жидкого топлива на основе гидрогенизации углей.

5. Наиболее перспективным сырьем для производства жидкого топлива следует признать угли Канско-Ачинского бассейна, что обусловливается большими запасами, позволяющими строить на их базе крупные предприятия с длительным сроком эксплуатации, пригодностью их к переработке рассматриваемыми методами и относительно низкой их стоимостью. Специалистами ИГИ установлено, что себестоимость жидких продуктов, получаемых из канско-ачинских углей на месте их добычи, на 25% ниже, чем из нефти северных регионов.