Обоснование экономической эффективности процесса сортировки твердых коммунальных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Обоснование экономической эффективности процесса сортировки твердых коммунальных отходов

Волосникова Г.А., Чурилова Ю.С.

Волосникова Г.А. - канд. техн. наук, доц. кафедры «Экология, ресурсопользование и БЖД», (ТОГУ); Чурилова Ю.С. - специалист СПСР, (Филиал ПАО "РусГидро" - "Зейская ГЭС")

Рассмотрены эколого-экономические аспекты процесса сортировки твердых коммунальных отходов (ТКО) на мусороперегрузочной станции (МПС) в городе Хабаровске. Показано, что на первом этапе корректировки концепции обращения с отходами в городе с позиций ресурсосбережения мусоросортировочный комплекс можно рассматривать в качестве центра, объединяющего систему управления входными потоками отходов и образующегося вторичного сырья. На основании данных о численности населения в городе, морфологическом составе отходов и утвержденных норм накопления ТКО установлен годовой объем образования отходов в количестве 159,2 тыс. т и определено количество каждого компонента в общей массе. Расчет материального баланса процесса сортировки при минимальной эффективности извлечения полезных компонентов позволил выделить количество деловой и неделовой составляющих и определить общую эффективность сортировки на уровне 28,7 %. Экономическая эффективность определена для двух мероприятий, направленных на увеличение доли переработки компонентов ТКО: внедрение линии сортировки на МПС; организация двух передвижных пунктов приема вторичного сырья. Рассчитаны капитальные затраты на покупку оборудования, эксплуатационные расходы, выручка от осуществления деятельности. Полученное значение чистого дисконтированного дохода от реализации мероприятий позволило сделать вывод о их целесообразности. При внедрении на МПС линии сортировки отходов выручка от реализации вторичного сырья в размере 34 152 тыс. руб. позволит возместить первоначальные затраты на установку и монтаж оборудования в течение пяти лет. Предлагаемая система организации передвижных пунктов сбора ТКО позволит получать чистую прибыль от реализации вторсырья в размере 17039,8 тыс. руб.

Ключевые слова: твердые коммунальные отходы, ресурсосбережение, сортировка отходов, утилизация, извлечение полезных компонентов, вторичное сырье, экономическая эффективность.

Justification of Economic Efficiency of the Municipal Solid Waste Sorting. Volosnikova G. A. - Pacific National University, Khabarovsk, Russian Federation Churilova Y. S. - Branch of PJSC "RusHydro" - "Zeyskaya HPP", Zeya, Russian Federation

Abstract: The ecological and economic aspects of sorting municipal solid waste (MSW) at the waste transfer station (MPS) in the city of Khabarovsk are considered. It is shown that at the first stage of correcting the concept of waste management in the city from the standpoint of resource conservation, the waste sorting complex can be considered as a center that combines the system for managing the input flows of waste and the resulting secondary raw materials. Based on data on the population in the city, the morphological composition of waste and the approved standards for the accumulation of MSW, the annual volume of waste generation in the amount of 159.2 thousand tons has been established and the amount of each component in the total mass has been determined. The calculation of the material balance of the sorting process with the minimum efficiency of extracting useful components has made it possible to identify the number of business and non-business components and determine the overall sorting efficiency at the level of 28.7%. Economic efficiency has been determined for two measures aimed at increasing the share of MSW components recycling: introduction of a sorting line at the waste transfer station; organization of two mobile points for receiving secondary raw materials. Calculated capital costs for the purchase of equipment, operating costs, proceeds from the implementation of the activities. The resulting value of the net discounted income from the implementation of measures has made it possible to conclude about their appropriateness. With the introduction of a waste sorting line at the waste transfer station, the proceeds from the sale of secondary raw materials in the amount of 34,152 thousand rubles will allow reimbursing the initial costs of installation of equipment within five years. The proposed system of organizing mobile MSW collection points will allow to receive net profit from the sale of the recyclable materials in the amount of 17039.8 thousand rubles.

Keywords: municipal solid waste, resource conservation, waste sorting, recycling, recovery of useful components, secondary raw materials, economic efficiency.

Введение

Важнейшей задачей обеспечения экологической безопасности населенных пунктов является решение проблемы удаления твердых коммунальных отходов (ТКО), представляющих собой гетерогенную смесь различных, в том числе опасных, компонентов. Оптимизацию процесса управления коммунальными отходами на муниципальном уровне необходимо проводить, прежде всего, с учетом факторов ресурсной ценности материалов (ресурсосбережения).

В Хабаровском крае сложилась типичная для Российской Федерации схема управления отходами, ориентированная, в первую очередь, на санитарную очистку поселений и захоронение ТКО. Постановлением Администрации г. Хабаровска от 31 марта 2015 г. № 1151 утверждена Генеральная схема санитарной очистки города [1]. Раздельный сбор ТКО в городе практически отсутствует: доля отходов, направляемых во вторичное использование, составляет всего 4,9 %. Услуги по утилизации и обезвреживанию отходов оказывают немногим более 30 предприятий. Мощность межмуниципального полигона ТКО в районе им. Лазо, занесенного в государственный реестр объектов размещения отходов (ГРОРО), позволяет решить проблему размещения отходов близлежащих населенных пунктов. В Хабаровске на базе действующей мусороперегрузочной станции (МПС) «Северная» проектной мощностью 60 тыс. ТКО в год работает мусоросортировочный комплекс (МСК), позволяющий сортировать до 30 % отходов; построена и готова к вводу в эксплуатацию МПС «Южная», однако оборудование стоимостью 600 млн руб. пока простаивает. На МПС «Северная» объем сортировки отходов доходит до 30 тыс. т в год, максимальная доля извлечения - 10 %. Основными проблемами вторичного использования отходов в Хабаровске являются сложность организации процесса разделения мусорного потока на составляющие, возможные для дальнейшего использования, и отсутствие рынка сбыта извлеченных компонентов [2].

Существующая система управления твердыми коммунальными отходами в Хабаровске, ориентированная преимущественно на их захоронение, является несовершенной, ведет к загрязнению окружающей среды и, как следствие - негативному воздействию на здоровье населения, не согласуется с принципами устойчивого развития и требует коренной модернизации. В связи с этим в рамках разработки муниципальной программы «Улучшение экологического состояния г. Хабаровска на 2021 - 2025 гг.» предусмотрено решение вопроса корректировки системы управления коммунальными отходами [3].

Цель исследования

В целях поэтапной оптимизации системы управления ТКО в Хабаровске необходима разработка сценариев, отражающих различные варианты решений комплексного управления отходами, потенциально возможные для реализации до 2025 г. Разработанные сценарии должны представлять собой постепенное усложнение системы сбора отходов и процессов их утилизации. В таких сценариях следует рассмотреть несколько возможных вариантов раздельного сбора и переработки для каждой фракции ТКО, и разработать альтернативы утилизации остаточных отходов. Альтернативные сценарии должны быть подвергнуты сопоставлению с существующей системой управления отходами для оценки общего эколого-экономического эффекта от их внедрения, в том числе с использованием методики оценки жизненного цикла (ОЖЦ) отходов, получившей общемировое признание, но не нашедшей пока широкого применения в РФ. На основе анализа сценариев различных технологий переработки ТКО необходима разработка интегрированного решения в области управления отходами на муниципальном уровне, не только оптимального с экологической точки зрения, но и реалистичного в сложившейся экономической ситуации.

На первом этапе оптимизации в качестве основного элемента, объединяющего всю систему управления потоками отходов и вторсырья в городе, можно рассматривать комплекс по сортировке ТКО. Необходимым условием самоокупаемости комплекса является направление на сортировку отходов, достаточно обогащенных ценными компонентами. Установлено, что доходы от реализации вторсырья превышают расходы на сортировку при выходе полезной продукции более 10 % от исходного [4]. При сортировке смешанных ТКО объем извлечения ВМР, пригодных к повторному использованию, составляет в зависимости от сезона не более 10 - 15 % от общего объема поступающих отходов, остальной объем ТКО образует балластную часть и вывозится на захоронение. Такой процент выхода продукции не покрывает эксплуатационные затраты и приводит к убыточности деятельности регионал ь- ного оператора [5]. Для повышения экономической эффективности утилизации отдельных групп отходов, определенных распоряжением Правительства России от 28.12.2017 г. № 2971-р [6], необходимо предусмотреть регулирование качества техногенного сырья на входе в технологический процесс сортировки мусора.

Цель исследования - эколого-экономическое обоснование первого этапа корректировки концепции управления ТКО в г. Хабаровске с позиций ресурсосбережения с учетом приоритетного развития мусоросортировочного комплекса, как центра, объединяющего систему управления входными потоками отходов и образующегося вторсырья. Для достижения поставленной цели проанализирована нормативно-правовая база в сфере управления коммунальными отходами на муниципальном уровне; изучен опыт разработки и внедрения процесса сортировки отходов в городах Российской Федерации; разработаны мероприятия, направленные на увеличение доли переработки отдельных компонентов ТКО; рассчитана экономическая эффективность предлагаемых ресурсосберегающих мероприятий.

Материалы и методы исследования

На организацию схемы санитарной очистки города в части сбора, транспортировки, переработки и захоронения ТКО влияют, прежде всего, их технологические характеристики. При разработке интегрированной схемы управления муниципальными отходами особую методическую и организационную сложность представляет сбор исходных данных о морфологическом составе ТКО и прогнозирование на основе этих данных образования ТКО на перспективу [7]. Морфологический состав мусора в Хабаровске близок к среднестатистическому по Российской Федерации [8]. На основании данных о численности населения в городе, по данным Государственной службы статистики (619 тыс. чел. по состоянию на 01.01.2020 г.), и утвержденных норм накопления ТКО установлен годовой объем образования отходов (159,2 тыс. т). С использованием данных морфологического состава определено количество каждого компонента в общей массе отходов.

В качестве метода исследования использован нормативно-правовой и структурно-функциональный анализ экологических и финансово-экономических аспектов существующей системы управления ТКО в г. Хабаровске. Теоретической и методической основой работы послужили результаты исследований отечественных авторов по вопросам создания систем управления отходами на муниципальном уровне, базирующихся на принципах ресурсосбережения, а также методологические принципы формирования интегрированных схем обращения с ТКО в городах.

Результаты исследований и их обсуждение

При планировании количества отходов, направляемых на захоронение, следует учитывать эффективность сортировки и степень извлечения отдельных компонентов отходов. Для повышения доли утилизируемых отходов и снижения нагрузки на полигон ТКО необходимо внедрение сортировки всего объема отходов, поступающих на МПС. В целях поддержки отрасли переработки отходов в городе также предлагается оборудовать передвижные пункты приема вторичного сырья с одновременной разработкой системы информационной поддержки раздельного сбора ТКО.

Количество вторсырья, полученное в передвижных пунктах сбора, определено в предположении, что на начальном этапе доля принятого от населения вторсырья будет мала (не более 5 % от общей массы). Далее, при участии информационной пропаганды, данный показатель может увеличиться до 10 %. На основе этих предположений спрогнозировано годовое количество вторсырья, принимаемого от населения (4,7 и 9,5 т на первом и втором этапах соответственно). Поскольку полученное от населения вторсырье относительно чистое, оно может напрямую передаваться переработчикам. Сортировка остальной части ТКО будет производиться на этапе перегрузки на МПС.

Для определения производительности процесса сортировки необходимо установить эффективность извлечения различных компонентов из состава ТКО. Как показали результаты исследований [9], значения данного показателя могут варьироваться в широком диапазоне (от 19,5 до 45,38 %) в зависимости от специфики морфологического состава ТКО в различных населенных пунктах и применяемого оборудования. При составлении материального баланса процесса сортировки отходов исходили из того, что выбранная технологическая линия сортировки должна быть той же мощности, что и проектная производительность станции, то есть 60 тыс. т в год. Запланировано извлечение из отходов следующих компонентов: бумага и картон, полимеры, стекло, чёрный и цветной металлы. Эффективность извлечения по массе отдельных компонентов была принята по данным [4]. На рис. 1 представлены диаграммы изъятия компонентов при сортировке на МПС по минимальным и максимальным показателям.

Рис. 1. Диаграммы максимального и минимального изъятия компонентов ТКО при сортировке отходов на МПС

экономический коммунальный экологический производительность

При расчете материального баланса процесса сортировки отходов извлечение утильных компонентов было принято с учетом наиболее пессимистического варианта. Итог расчета: деловая часть ТКО - 17 220 т/год, неделовая часть - 42 780 т/год. Таким образом, общая эффективность сортировки составит не менее 28,7 %.

Экономическая эффективность определена для двух мероприятий, направленных на увеличение доли переработки компонентов ТКО: внедрение линии сортировки на МПС; организация двух передвижных пунктов приема вторсырья в городе. Для расчетов по первому мероприятию приняты технологические показатели линии сортировки простой комплектации производительностью 60 тыс. т в год, состоящей из следующих элементов: ленточный конвейер, динамический сепаратор, магнитный сепаратор, брикетировочный пресс. Для обслуживания линии сортировки по требуется 10 сортировщиков и два оператора брикетировочного пресса, работающих в две смены. В качестве исходных данных для расчетов по второму мероприятию принято, что базой для передвижного пункта приема ТКО послужит прицеп-мастерская Миасского завода специализированных автомобилей, в качестве тягача для прицепа - микроавтобус ГАЗ 3221. Для обслуживания пунктов сбора потребуется по два водителя, работающих посменно. Средняя заработная плата рабочих принята в размере 30 тыс. руб. Расчёт капитальных вложений по двум мероприятиям показал, что затраты на приобретение и монтаж линии сортировки составят 80 428 тыс. руб., на приобретение базы для передвижного пункта сбора ТКО - 8 032 тыс. руб.

Выполнен расчёт суточного потребления дизтоплива (на существующее положение и после строительства МПС «Южная»). В первом случае весь парк мусоровозов потребляет 792 литра (0,673 т) топлива в день, а во втором случае - 333 литра (0,283 т). По первому мероприятию годовая потребность в электроэнергии составит 614304 кВт, потребность в дизельном топливе (годовой расход) - 7200 л. При этом стоимость электроэнергии составит 1790,69 тыс. руб., стоимость топлива для заправки автомобилей - 262,08 тыс. руб.

Для расчёта амортизации зданий, сооружений и оборудования выбран линейный метод. Годовая сумма амортизации по мероприятию 1 составляет 5559,33 тыс. руб., по мероприятию 2 - 472,56 тыс. руб. Расходы на эксплуатацию линии сортировки отходов составят 13470,03 тыс. руб., на эксплуатацию передвижных пунктов сбора отходов - 3182,64 тыс. руб. Таким образом, для осуществления деятельности по сортировке отходов на МПС ежегодно потребуется 13 470 тыс. руб., включая расходы на сортировку ТКО в размере 3 182 тыс. руб.

Отсортированное вторсырьё предназначено для продажи организациям - переработчикам г. Хабаровска [10]. Для сотрудничества выбраны организации с наиболее выгодными показателями - большей ценой за единицу сырья и меньшей дальностью от МПС. Годовые нормы образования вторсырья приняты на основании материального баланса процесса сортировки ТКО. При сортировке ТКО на МПС с использованием наиболее простой модели технологической линии можно получать ежегодную выручку от реализации вторсырья в размере 56 160 тыс. руб. При сборе отходов от населения с помощью двух передвижных пунктов приема вторсырья выручка составит 12 242,2 тыс. руб. и 24 482,4 тыс. руб. при эффективности сортировки ТКО 5 % и 10 % соответственно. Таким образом, результаты расчета подтверждают явный положительный экономический эффект.

Эффективность мероприятий оценивалась показателем чистого дисконтированного дохода. Дополнительными показателями, характеризующими экономическую эффективность, являются срок окупаемости и индекс доходности. Годовая прибыль от реализации вторсырья рассчитана как разность выручки от реализации и себестоимости продукции. После уплаты налога на прибыль в размере 20 % получаем показатель чистой годовой прибыли (табл. 1).

Таблица 1. Определение чистой годовой прибыли

Результаты расчета чистого дисконтированного дохода, индекса доходности и срока окупаемости по мероприятиям 1 и 2 приведены в табл. 2 и 3 соответственно.

Таблица 2. Расчёт экономических показателей эффективности для мероприятия 1

Таблица 3. Расчёт экономических показателей эффективности для мероприятия 2

Выводы

При внедрении на МПС линии сортировки отходов выручка от реализации вторсырья в размере 34 152 тыс. руб. позволит возместить первоначальные затраты на установку и монтаж оборудования в течение пяти лет. Деятельность по сортировке ТКО будет приносить ежегодный доход, начиная с конца пятого года. Важным условием достижения эффективности сортировки является участие в процессе всего объема отходов, поступающих на МПС.

Использование передвижных пунктов сбора ТКО также экономически эффективно. Затраты на приобретение оборудования невелики, что позволит окупить их в короткий срок. При этом если в случае 5 % -й эффективности сбора вторсырья от населения окупаемость составит более двух лет, то при достижении 10 %-й эффективности сбора проект окупится в первый же год. По предварительным данным, предлагаемая система сбора позволит получать чистую прибыль от реализации вторсырья в размере 17039,8 тыс. руб.

Литература

1. Об утверждении Генеральной схемы санитарной очистки территории городского округа «Город Хабаровск»: постановление Администрации г. Хабаровска от 31 марта 2015 г. № 1151. URL: http://base.garant.ru/25587091/#ixzz6IX4dyvNu (дата обращения: 17.09.2020).

2. Гладун И. В., Волосникова Г. А., Гладун П. И. Концепция схемы обращения с твердыми коммунальными отходами в Хабаровском крае // Региональные исследования. 2019. № 1. С. 108-117.

3. Об утверждении муниципальной программы городского округа «Город Хабаровск» «Улучшение экологического состояния городского округа «Город Хабаровск» на 2021-2025 годы» (с изменениями на 25 марта 2020 года): постановление администрации города Хабаровска от 29 августа 2018 года № 3020. URL: http://docs.cntd.ru/document/465354572 (дата обращения: 17.09.2020).

4. Технология твёрдых бытовых отходов: учебник / Л. Я. Шубов и [др.]. М.: АльфаМ: ИНФРА-М, 2011. 396 с.

5. Шубов Л.Я., Доронкина И.Г., Борисова О.Н. Оптимизация процессов управления твердыми бытовыми отходами как единая технологическая и экономическая система // Вестник Ассоциации ВУЗов туризма и сервиса. 2009. № 4. С. 24-32.

6. Об утверждении нормативов утилизации отходов от использования товаров на 2018 - 2020 гг.: распоряжение Правительства РФ от 28 декабря 2017 г. № 2971-р (с изменениями на 16 июня 2018 г. URL: http://docs.cntd.ru/document/556185029 (дата обращения: 17.09.2020).

7. Чурилова Ю. С., Волосникова Г. А. Методические подходы к разработке генеральных схем санитарной очистки городов (на примере Хабаровска) // Философия современного природопользования в бассейне реки Амур: сб. тр.в по материалам V междунар. науч.-практ. конф., Хабаровск, 4 мая 2016 г. / отв. ред. П. Б. Рябухин. Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2016. С. 97-101.

8. Будник Ю.С., Волосникова Г.А. Совершенствование системы обращения с твердыми бытовыми отходами в Хабаровске // Ученые заметки ТОГУ. Хабаровск, 2014. № 1.

9. Управление отходами. Сбор, транспортирование, прессование, сортировка твердых бытовых отходов: монография / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, Н.Н. Слюсарь, В.Н. Григорьев. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи. ун-та, 2012. 236 с.

10. Перечень юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, осуществляющих деятельность по сбору, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов на территории Хабаровского края. Обращение с отходами производства и потребления: официальный сайт Министерства природных ресурсов Хабаровского края URL: https://mpr.khabkrai.ru/Deyatelnost/Ekologiya/86 (дата обращения: 17.09.2020).

Размещено на Allbest.ru