Еколого-економічна оцінка використання біологічно відновлюваних енергоресурсів

Размещено на http://allbest.ru

Автореферат

Еколого-економічна оцінка використання біологічно відновлюваних енергоресурсів

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

енергоресурс екологічний забруднення

Актуальність теми. Рівень забезпеченості енергетичними ресурсами суттєво впливає на стан соціально-економічного розвитку країни. Динамічний економічний розвиток, погіршення якості навколишнього природного середовища і значне виснаження невідновлюваних енергоресурсів, неоднорідність їхнього територіального розміщення та негативний вплив енергетики на природне довкілля зумовили актуальність пошуку та використання альтернативних енергоресурсів, зокрема, заміщення невідновлюваних ресурсів відновлюваними.

Лідерами з використання біологічно відновлюваних ресурсів є Фінляндія - 21 % від сукупного енергоспоживання, Швеція - 16 %, Португалія - 12 %, Австрія - 11 %, Данія - 11 %. У середньому розвинені європейські країни покривають 6 % енергетичних потреб за рахунок біологічно відновлюваних ресурсів.

В Україні рівень використання відновлюваних ресурсів становить не більше 7,2 %, а біологічно відновлюваних ресурсів - 0,5 %. Левова частка вітчизняного енергоспоживання покривається за рахунок імпорту невідновлюваних енергоресурсів, що зумовлює високий рівень енергетичної залежності країни. Зважаючи на рівень розвитку аграрного сектора і промислової переробки деревини та значний потенціал територій, які можуть бути залісненими (плантаційним вирощуванням деревини, зокрема), Україна може суттєво розширити енергетичне використання біологічно відновлюваних ресурсів, і відповідно підвищити рівень енергетичної безпеки та знизити негативний антропогенний вплив на природне середовище.

Більшість наукових досліджень, пов'язаних із використанням невідновлюваних та відновлюваних ресурсів, стосуються особливостей їхнього використання, а не оцінки доцільності заміщення невідновлюваних ресурсів відновлюваними. Вагомий внесок у дослідження проблеми використання невідновлюваних та відновлюваних ресурсів зробили вітчизняні та зарубіжні вчені: А.А. Арбатов, Т.М. Афонченкова, О.Є. Баганов, Ю.С. Васильєв, В.М. Герасимович, А.А. Голуб, Б.М. Данилишин, І.З. Каганович, Є.Б. Струкова, Дж. Твайделл (J. Twidell), А. Уейр (A. Weir), Н.І. Хрисанов та інші.

Проблеми ефективності використання вітрової, геотермальної та сонячної енергії досліджували В.М. Будзяк, Б.А. Костюковський, О.В. Кушнірецька, Т.П. Нечаєва, В.В. Струнін, О.І. Руда.

Значний внесок у вирішення проблеми використання біологічно відновлюваних ресурсів зробили І.В. Андрійчук, Г.Г. Гелетуха, В.І. Головов, В.А. Горбунов, Т.А. Жєлєзна, А.А. Долинський, М.М. Жовмір, О.Р. Заборскі (O.R. Zaborsky), Г.М Калетнік, І.Ф. Коперін, С.А. Литвиненко, Т.С. Лобовіков, А.П. Петров, В.К. Малишкіна, М.Е. Матвеєв, В.І. Найдьонов, М.О. Поляков, Т.А. Сапожнікова, І.М. Синякевич, С. Соуфер (S. Sofer), С.М. Спринцин, Ю.І. Стадницький, Ю.Ю. Туниця та інші.

Питання ефективного взаємозаміщення невідновлюваних енергоресурсів відновлюваними в межах виробничої функції було предметом розгляду у працях П. Дасгупта (P. Dasgupta) та Ґ. Хіл (G. Heal).

Незважаючи на те, що питання використання відновлюваних енергоресурсів доволі широко розглянуто в науковій літературі, проблемі ефективного заміщення невідновлюваних енергоресурсів відновлюваними та прикладним аспектам оцінки доцільності такого заміщення приділено недостатньо уваги.

Ефективне заміщення невідновлюваних енергоресурсів відновлюваними (зокрема, біологічно відновлюваними), потребує удосконалення теоретико-методологічної бази, формалізації критеріїв прийняття рішень про заміщення ресурсів, а також методик, які б враховували особливості використання енергоресурсів та його вплив на інші сфери господарської діяльності та життя людини. За сучасних умов ці проблеми є особливо актуальними для України.

Таким чином, проблема оцінки еколого-економічної ефективності заміщення енергоресурсів потребує подальших наукових досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертаційна робота виконана за пріоритетним напрямом розвитку науки і техніки України “Охорона навколишнього природного середовища” та відповідно до стратегії розв'язання екологічних проблем визначеної у схвалених Верховною Радою “Основних напрямах державної політики України у галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки”. Робота виконувалася в рамках держбюджетних науково-дослідних тем „Теоретичне обґрунтування національної лісової політики” (ДБ 08.27-04-09, № держ. реєстрації 0109U001472) та „Обґрунтування концепції Екологічної Конституції Землі” (Ф7/338-2001, № держ. реєстрації 0101U008167).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертації є удосконалення теоретичних та науково-методичних основ еколого-економічної оцінки заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, формалізація критеріїв та розроблення методик для здійснення такої оцінки.

Для досягнення поставленої мети потрібно було виконати такі завдання:

ь дослідити теоретичні та методологічні підходи до оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними;

ь здійснити порівняльну оцінку використання невідновлюваних та відновлюваних енергоресурсів та визначити основні передумови заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними;

ь дослідити особливості використання відновлюваних енергоресурсів та його вплив на інші сфери господарської діяльності та життя людини;

ь проаналізувати зарубіжний досвід та вітчизняний потенціал використання біологічно відновлюваних енергоресурсів;

ь удосконалити існуючі методологічні підходи та розробити методики оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, зокрема, деревинними ресурсами;

ь здійснити апробацію розроблених методик в умовах сучасного стану розвитку енергетики та використання відновлюваних та невідновлюваних енергоресурсів.

Об'єктом дослідження є процес заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними.

Предметом дослідження є теоретичні та прикладні науково-методичні основи еколого-економічної оцінки доцільності енергетичного використання біологічно відновлюваних ресурсів.

Методи дослідження. Теоретико-методологічною основою дослідження є основні засади та постулати економічної теорії та економіки природокористування, а також наукові праці вітчизняних та зарубіжних науковців з питань ефективного використання енергетичних ресурсів та охорони навколишнього середовища. Використовувались метод функціонально-структурного аналізу (зокрема, для оцінки впливу використання енергоресурсів на інші сфери господарської діяльності та життя людини); системно-аналітичний метод (для критичного огляду підходів щодо оцінки доцільності заміщення використовуваних енергоресурсів); економіко-статистичні (для порівняння статистичних даних) та графічний (для зіставлення окремих даних); комплексного та системного підходу (зокрема, для розроблення методики оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, для врахування впливу заміщення на інші сфери економіки); методи індукції та дедукції (для аналізу існуючих позицій науковців з досліджуваної проблеми та формування основних положень дослідження й висновків).

Інформаційною базою для дослідження є закони України та нормативно-правові акти, національна та європейська стратегії розвитку енергетики, статистична інформація Державного комітету статистики України та Статистичного офісу Європейського союзу, доповіді, наукові статті й монографії вітчизняних та зарубіжних науковців, інформація з періодичних видань та всесвітньої мережі Інтернет.

Наукова новизна отриманих результатів. Наукова новизна дослідження визначається сукупністю теоретичних та прикладних науково-методичних положень щодо використання біологічно відновлюваних енергоресурсів та заміщення ними невідновлюваних. З огляду на викладене вище, наукова новизна полягає в такому:

вперше:

ь обґрунтовано підхід до порівняння взаємозамінних технологій за еколого-економічним критерієм, який передбачає при однакових рівнях забруднення порівняння лише економічних ефектів; зведення обсягів забруднення до однакового рівня здійснюється шляхом нарощення обсягів виробництва за варіантом з нижчим рівнем забруднення;

ь сформульовано принципи енергетичного використання деревинних ресурсів, а саме: націленості на отримання супутніх екологічних та соціальних результатів у процесі вирощування та переробки плантаційної деревини; спрямування на утилізацію відходів виробництва лісової та деревообробної галузей; мінімізації обсягів викидів, утворюваних внаслідок спалювання деревинних ресурсів; забезпечення збереження біорізноманіття та підтримки лісових екосистем при вилученні деревини з лісосік для енергетичних потреб; врахування ритмічності процесу приросту деревини та коливання енергетичних потреб;

ь розроблено методичний підхід до оцінки ефективності енергетичного використання деревинних відходів на деревообробних підприємствах для забезпечення роботи сушарок деревини, за яким визначається доцільність заміщення газових котлів для сушіння деревини деревиноспалювальними котлами;

удосконалено:

ь підхід до оптимального поєднання ресурсів у межах моделі виробничої функції, який, на відміну від існуючих, крім вартості ресурсів та граничної норми технологічної заміни факторів виробництва як визначальних критеріїв поєднання ресурсів, враховує витрати на запобігання забрудненню та обмеженість ресурсів у макроекономічних масштабах, а також враховує міжчасові зв'язки;

набули подальшого розвитку:

ь підхід до класифікації екологічних ефектів, який, на відміну від існуючих, поділяє ефекти одночасно за критеріями зворотності, безпосередності виникнення та горизонту оцінки;

ь система принципів використання відновлюваних енергоресурсів, яку, на відміну від існуючих, було доповнено низкою принципів (а саме: екологічності; відновлюваності (невиснажливого використання); релевантності (врахування технологічних та технічних можливостей використання певного відновлюваного енергетичного ресурсу для конкретних потреб); максимізації еколого-економічного ефекту);

ь підхід до еколого-економічної оцінки заміщення невідновлюваних енергоресурсів відновлюваними, який на відміну від існуючих, базується на концепції вартості запобігання антропогенному впливу на довкілля;

ь підхід до оцінки рівня енергетичної залежності країни від обсягу імпортованих енергоресурсів, який, на відміну від існуючих, враховує географічну структуру імпорту енергоресурсів та частку кожного імпортованого енергоресурсу у загальному обсязі первинного енергоспоживання.

Практичне значення одержаних результатів. Обґрунтовані в дисертаційній роботі, методологічні підходи та методики можна застосовувати для ефективнішого використання невідновлюваних біологічно відновлюваних енергоресурсів, що сприятиме позитивним змінам в природній та господарських системах та зміцненню енергетичної безпеки держави, а також матиме вагомий позитивний вплив на соціальну сферу держави.

Результати роботи мають практичну цінність та використовуються у роботі Управління екології та охорони навколишнього середовища Департаменту містобудування Львівської міської ради (довідка № 2-13151/2402 від 23.11.2009) та Управління економіки капітального будівництва та енергозбереження Головного управління економіки Львівської облдержадміністрації (довідка № 1-42-3824 від 23.11.2009). Результати дослідження використовуються у навчальному процесі Національного лісотехнічного університету України (довідка № 05-695 від 23.11.2009).

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійно виконаною працею, в якій здобувач проаналізував проблему, обґрунтував мету, здійснив постановку і вирішення завдань. Сформульовані у дисертації наукові положення, висновки та пропозиції належать особисто автору та є його науковим доробком. Самостійно розроблено методичні підходи, а також методики оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, зокрема деревиною.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи було розглянуто на VIII-ій Всеукраїнській науковій конференції студентів, магістрантів і аспірантів „Екологічні проблеми регіонів України” (м. Київ, 2006 р.); V-ій та VI-ій наукових конференціях „Ломоносовські читання” (м. Севастополь, 2006-2007 рр.); V-ій Міжнародній науковій конференції „Наука: теорія і практика - 2009” (м. Перемишль, Польща); V-ій Міжнародній науковій конференції „Передові наукові розробки” (м. Прага, Чеська Республіка, 2009 р.); щорічних науково-технічних конференціях викладачів, аспірантів та співробітників Національного лісотехнічного університету України (2006-2009 рр.).

Публікації. За темою дисертаційного дослідження опубліковано 5 наукових праць у фахових виданнях загальним обсягом 2,1 др. арк., з них 4 - одноосібних публікацій у фахових наукових виданнях загальним обсягом 1,7 др. арк.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 142 найменування, 39 таблиць, 25 рисунків. Повний обсяг роботи становить 210 сторінок комп'ютерного тексту, з яких основний текст - 190 сторінок, список використаних джерел - 16 сторінок, додатки 4-ох сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено мету та завдання дослідження, конкретизовано об'єкт, предмет і методи дослідження, сформульовано практичне і теоретичне значення основних положень дисертаційного дослідження, а також новизну отриманих результатів.

У першому розділі „Теоретико-методологічні аспекти заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними” проаналізовано підходи, які можуть бути використані для оцінки доцільності заміщення енергоресурсів, обґрунтовано доцільність використання концепції запобігання антропогенному забрудненню під час здійснення оцінки; визначено головні передумови заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, а також обґрунтовано критерії прийняття рішень про заміщення ресурсів.

Аналіз існуючих підходів до визначення еколого-економічної доцільності заміщення енергоресурсів засвідчив, що всі вони спираються на оцінку екологічних та економічних ефектів, які виникають внаслідок цього. Врахування великої кількості ефектів є трудомісткою задачею, не позбавленою загрози виникнення суттєвих похибок під час виконання розрахунків.

З огляду на це доцільно використовувати концепцію економічної оцінки запобігання забрудненню від використання енергоресурсів, замість економічної оцінки екологічних ефектів при оцінці доцільності їх заміщення. Використання такого підходу не лише позбавлене труднощів економічної оцінки екологічних ефектів, але й забезпечує отримання адекватного результату. Таким чином, еколого-економічна оцінка заміщення паливних енергоресурсів може здійснюватися з урахуванням, наприклад, вартості очищення продуктів горіння енергоресурсу до певного оптимального рівня забруднення та прямих економічних ефектів від заміщення.

Зважаючи на те, що заміщення використовуваних енергоресурсів впливає на різні сфери соціально-економічного розвитку, було визначено основні економічні, екологічні та соціальні передумови заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, а також вплив заміщення на національну безпеку. До економічних передумов заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними варто віднести: вирішення проблеми виснаження невідновлюваних енергоресурсів; потенціал зростання енергетичної бази та економічного зростання; підвищення конкурентоспроможності національної економіки; зниження ризику залежності від коливання цін на невідновлювані енергоресурси. До екологічних: зниження антропогенного навантаження на довкілля; збереження викопних енергоресурсів; зростання потенціалу біосфери з поглинання вуглецю; зниження обсягів теплового забруднення. До соціальних передумов відносяться: зростання рівня життя населення у периферійних регіонах; вирішення проблеми енергетичного забезпечення цих регіонів; оздоровлення населення (за рахунок зниження обсягів забруднення довкілля). Передумови, які сприятимуть зміцненню національної безпеки охоплюють зниження рівня залежності від країн-постачальників невідновлюваних енергоресурсів; сприяння міжнародній інтеграції.

Аналізуючи екологічні ефекти, які виникають внаслідок використання енергоресурсів, доцільно їх класифікувати на основі одночасного поділу ефектів за критеріями зворотності, безпосередності виникнення та горизонту оцінки (рис. 1).

Оцінюючи передумови заміщення енергоресурсів у сфері національної безпеки, слід орієнтуватися на показник рівня енергетичної залежності від постачальників енергоресурсів, який запропоновано розраховувати за формулою:

,(1)

де Z_T - рівень енергетичної залежності країни; Z_j - рівень енергетичної залежності по j-му енергоресурсу; m - кількість первинних енергоресурсів, які використовує країна; n_j - кількість постачальників j-го енергоресурсу; w_j - вагомість j-го енергоресурсу, визначається як частка споживання j-го енергоресурсу в загальному обсязі первинного енергоспоживання; x_i,j - обсяг імпорту j-го енергоресурсу, який постачається і-им постачальником цього ресурсу; X_j - обсяг споживання j-го енергоресурсу.

Размещено на http://allbest.ru

Рис.1. Розподіл екологічних ефектів заміщення невідновлюваних ресурсів відновлюваними за ознаками горизонту оцінки, зворотності та безпосередності виникнення

Примітка: прямокутниками зображено ефекти, що виникають у короткотерміновому періоді, а еліпсами - у довготерміновому

Аналізуючи можливість енергетичного використання невідновлюваних та відновлюваних ресурсів, доцільно акцентувати увагу на сильних та слабких сторонах їх використання. До сильних сторін використання відновлюваних енергоресурсів можна віднести: потенціал незмінності і навіть зростання обсягів енергоресурсу; відносна рівномірність їх розміщення на планеті; позитивний вплив на природне середовище. До слабких сторін належать: питома енергоємність ресурсу на одиницю площі розміщення ресурсу; висока вартість одиниці отримуваної енергії; недостатній рівень розвитку технологій із використання ресурсу. Доступні обсяги ресурсів за різних конкретних умов можуть бути сильною чи слабкою стороною використання відновлюваних енергоресурсів порівняно з невідновлюваними.

Розглядаючи проблему заміщення невідновлюваних ресурсів відновлюваними в масштабі виробничої функції, було звернено увагу на те, що в класичній умові ефективного заміщення ресурсів до уваги приймаються лише економічні та технологічні фактори. Зважаючи на доцільність врахування екологічних факторів, запропоновано брати до уваги вартість запобігання забруднення при використанні енергоресурсів. Аналіз міжчасових зв'язків при розгляді заміщення енергоресурсів засвідчив доцільність споживання невідновлюваних ресурсів в майбутніх періодах, а не в поточному.

У другому розділі „Аналіз стану використання біологічно відновлюваних ресурсів в енергетичних цілях” детально проаналізовано особливості використання біологічно відновлюваних енергоресурсів; проаналізовано зарубіжний досвід енергетичного використання біологічно відновлюваних ресурсів (деревини зокрема); здійснено оцінку можливостей використання біологічно відновлюваних енергоресурсів в Україні.

Існуюча система принципів використання відновлюваних ресурсів є неповною. Так, набір вже існуючих принципів (аналіз використання відновлюваних ресурсів; врахування часових характеристик відновлюваних енергоресурсів; якість відновлюваних енергоресурсів; комплексних підхід у плануванні енергетики на основі відновлюваних енергоресурсів; детермінуюча роль конкретної ситуації) доцільно доповнити низкою нових, не менш важливих: екологічності; відновлюваності (невиснажливого використання); релевантності (врахування технологічних та технічних можливостей використання певного відновлюваного енергетичного ресурсу для конкретних потреб); максимізації еколого-економічного ефекту.

Важливим біологічно відновлюваним енергоресурсом є деревина. Основними складовими енергетичної деревини є енергетичні ресурси, отримані з деревини, вирощеної для енергетичних цілей (плантаційна деревина, піддана подальшій обробці або ж лише подрібнена для спалювання) та деревинні відходи (піддані переробці або безпосередньо спалювані). Важливе місце серед усіх складових енергетичної деревини займають деревинні відходи, які є продуктом певного технологічно циклу, вважаючись відходом, а енергетичне використання їх є фактично утилізацією з підвищенням рівня ефективності технологій.

Суттєвою перевагою біологічно відновлюваних ресурсів є екологічність їхнього використання. Зокрема, деревина володіє найнижчими питомими обсягами викидів забруднювальних речовин у розрахунку на одиницю енергії порівняно з невідновлюваними. Енергетичне використання деревини характеризується найнижчим потенціалом парникового забруднення (в CO₂-еквіваленті) порівняно з викопними енергоресурсами.

Ефективне енергетичне використання деревинних відходів передбачає адекватну оцінку обсягів утворюваних відходів. Існуючі методики оцінки обсягів утворення лісосічних відходів пропонують визначення потенційних та мобільних обсягів ресурсу, оминаючи питання оцінки обсягів утворюваних екологічно доступних відходів, фактично прирівнюючи їх до потенційних. Запропонований підхід до визначення об'ємів екологічно доступних відходів лісокористування базується одночасно на екологічному (залишення певної частини відходів у лісі з метою забезпечення балансу органічних та неорганічних речовин у лісових біогеоценозах) та економічному (економія під час транспортування деяких відходів з лісосіки) критеріях. Поділ ресурсів на потенційні та екологічно доступні варто виконувати за критеріями місця утворення відходів (лісосіка чи верхній склад), типу відходів (тверді та кускові відходи; м'які відходи; кора і луб; деревна зелень) та обсягами їх утворення. Таким чином, величина потенційних ресурсів відходів лісокористування складається з екологічно доступних деревинних відходів та тих відходів лісозаготівлі, які слід залишати на лісосіці.

За різними даними, енергетичний потенціал біологічно відновлюваних ресурсів в Україні щорічно становить 16,4 - 67,7 млн т умовного палива. Зважаючи на те, що середньорічне енергоспоживання в Україні складає близько 200 млн т умовного палива, біологічно відновлювані ресурси можуть стати важливим замінником імпортованих невідновлюваних енергоресурсів.

Аналіз світового досвіду використання біологічно відновлюваних енергоресурсів засвідчив, що одним із доцільних варіантів використання їх (деревини зокрема) є спільне спалювання невідновлюваних та біологічно відновлюваних енергоресурсів на існуючих ТЕС. Незначне переобладнання ТЕЦ і ТЕС дає змогу використовувати паливну суміш вугілля та біологічно відновлюваних ресурсів в якості енергоресурсу.

Середній рівень використання біологічно відновлюваних енергоресурсів у країнах ЄС становить понад 6 % (в окремих країнах досягаючи 20 %), а до 2020 р. цей показник заплановано збільшити до 20 %. Головним напрямком енергетичного використання біологічно відновлюваних енергоресурсів (деревини зокрема) у країнах ЄС є теплоенергетика. Зокрема, практично 75 % теплоенергетики покривається за рахунок використання біологічно відновлюваних енергоресурсів, а 45 % - за рахунок використання деревини.

Варто зазначити, що повний перелік передумов заміщення ресурсів діє лише на макрорівні, а на мікрорівні суб'єкти господарювання чутливі до економічних чинників та схильні до заміщення ресурсів лише в разі трансформації екологічних та соціальних передумов (а також потенційних вигід у сфері енергетичної безпеки) в економічні. Така трансформація є можливою за умови використання різноманітних економічних та правових інструментів. Причиною широкого використання біологічно відновлюваних енергоресурсів у розвинених країнах є система стимулювання їх використання та обмеження використання викопних ресурсів. У країнах ЄС широко застосовуються інструменти стимулювання прямої дії: економічні та екологічні податки, інвестиції в обладнання та субсидії виробникам відновлюваної енергії, система екологічних сертифікатів, а також непрямої дії: інвестування в науково-технічний розвиток, проведення навчань, а також популяризація відновлюваної енергетики серед громадськості. Своєю чергою, в Україні стимулювання використання біологічно відновлюваних енергоресурсів не знайшло належного відображення на законодавчому рівні.

У третьому розділі „Удосконалення оцінки еколого-економічного ефекту енергетичного використання біологічно відновлюваних ресурсів” розроблено методики оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними (яка базується на критерії еколого-економічної ефективності з урахуванням соціальних ефектів та зниження рівня енергетичної залежності країни), детальну методику економічної оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів деревинними відходами у межах одного деревообробного підприємства, а також здійснено їх апробацію на конкретних прикладах.

Еколого-економічну оцінку доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними доцільно здійснювати на макрорівні (у масштабах держави) та на мікрорівні (у масштабах певного суб'єкта, який використовує невідновлювані ресурси для енергогенерації). Розглядаючи мікрорівень, оцінку потрібно здійснювати окремо для суб'єкта, який використовує енергію лише для власних потреб (мала енергогенерація) та рівень суб'єкта, який виробляє енергію для забезпечення інших суб'єктів (велика енергогенерація). Це зумовлено різними обсягами енергії, яка генерується, та вартістю інвестицій, потрібних для заміщення ресурсів, врахуванням особливостей, які виникають під час транспортування отриманої енергії, а також масштаб соціальних ефектів, які виникають у процесі заміщення.

Розглядаючи випадок малої енергогенерації під час здійснення еколого-економічної оцінки заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, до уваги варто брати три групи ефектів: ефекти, зумовлені різницею вартості заміщуваних ресурсів; ефекти, зумовлені запровадженням нового обладнання та вилученням старого; витрати на зведення рівня забруднення від використання двох груп енергоресурсів до зіставного рівня.

Для оцінювання заміщення ресурсів у масштабах великої енергогенерації розглянуто велику енергостанцію (ТЕС або ТЕЦ), яка працюючи з використанням невідновлюваного енергоресурсу, забезпечує енергією споживачів у певному регіоні. У цьому випадку розглянуто зниження обсягів споживання невідновлюваного енергоресурсу та обсягу виробленої енергії на енергостанції в пункті А (яка забезпечує енергією пункт В) та початок виробництва енергії з використанням біологічно відновлюваного ресурсу в пункті В. Таким чином, оцінка доцільності заміщення ресурсів у масштабі великої енергогенерації, крім врахування екологічних та економічних ефектів, передбачає потребу врахування соціальних ефектів, виникнення яких зумовлене зміною структури зайнятості населення в сфері енергогенерації та виробництва біологічно відновлюваних енергоресурсів.

Здійснюючи оцінку доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними в масштабі великої енергогенерації, потрібно враховувати: ефект, зумовлений різницею вартості заміщуваних ресурсів; економію на витратах та втратах енергії від її транспортування з пункту А в пункт В; ефект, зумовлений запровадженням нового обладнання для спалювання біологічно відновлюваного ресурсу; витрати на зведення до зіставного рівня забруднення від використання невідновлюваного та біологічно відновлюваного ресурсу (експлуатаційні та капітальні витрати); соціальні ефекти, пов'язані зі зміною структури зайнятості населення в енергетичній сфері регіону. Розраховуючи витрати на запобігання забруднення, необхідно враховувати ту частку забруднення, яка припадає на отримання енергії з невідновлюваного ресурсу, втраченої під час її транспортування з пункту А в пункт В.

Граничним випадком оцінки доцільності заміщення енергоресурсів може бути оцінка процесу заміщення в межах однієї енергостанції. Такий підхід насамперед забезпечує „чистоту експерименту”, зважаючи, що більшість техніко-економічних показників, які можуть вплинути на результат розрахунку залишаються незмінними.

Таким чином, оцінку можна здійснити на основі концепції нарощування обсягів виробництва з використанням відновлюваного ресурсу до рівня, який забезпечить обсяги забруднення, аналогічні енергогенерації з використанням лише невідновлюваного ресурсу. Цей підхід фактично не потребує здійснення оцінки запобігання антропогенному забрудненню (як і взагалі будь-якої економічної оцінки екологічних ефектів), а ефективність заміщення визначається додатковими економічними ефектами, зумовленими збільшенням обсягів виробництва.

Враховуючи, що нижчі рівні антропогенного забруднення компенсуються нарощенням обсягів виробництва, таке заміщення назвемо компенсаторним. Під час компенсаторного заміщення для здійснення оцінки до уваги потрібно брати ефекти, зумовлені нарощенням обсягів та величину інвестицій, потрібних для переобладнання енергетичного обладнання для спалювання біологічно відновлюваних енергоресурсів.

Порядок оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними для різних варіантів представлено в табл.1.

Таблиця 1. Методики оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними

В формулах, наведених в табл.1, використані наступні позначення: E¹, E², E³ - еколого-економічний ефект від заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними у випадку малої, великої енергогенерації та компенсаторного заміщення відповідно; E_d - необхідний річний обсяг енергії для функціонування підприємства; p_n та p_r - ціна одиниці відновлюваного та невідновлюваного ресурсу відповідно; та - ККД установок з енергогенерації які працюють на невідновлюваному та відновлюваному енергоресурсі відповідно; та -питома теплота згорання невідновлюваного та біологічно відновлюваного ресурсу відповідно; I_n - ринкова вартість обладнання для енергогенерації з використанням невідновлюваного ресурсу, бувшого у вжитку; I_r -вартість обладнання для енергогенерації з використанням біологічно відновлюваного ресурсу; T - термін служби обладнання; d - норма дисконту; та - обсяг викидів і-ї забруднювальної речовини, при використанні невідновлюваного та біологічно відновлюваного енергоресурсу відповідно, г/МДж; I_c - вартість очисного обладнання; - поточні експлуатаційні витрати із зниження рівня викидів і-ї забруднюючої речовини; n - кількість забрудників, які приймаються до розрахунку; ГДК_і - середньодобова ГДК і-ї забруднюючої речовини; z_t - питомі втрати енергії при транспортуванні, %/км; r - відстань, на яку транспортується енергія з ТЕЦ, км; z_c - поточні витрати на транспортування енергії, виробленої на ТЕС, грн./км.; Sⁱ, - величина трудових доходів працівників, залучених внаслідок розвитку енергогенерації з біологічно відновлюваних енергоресурсів в пункті В; S^o - величина трудових доходів працівників, скорочених внаслідок зниження енергогенерації з використанням невідновлюваного ресурсу; M - мультиплікатор Кейнса в умовах національної економіки чи регіону; , - собівартість виробництва та ціна одиниці енергії отриманої лише з використанням невідновлюваного ресурсу відповідно;, - собівартість виробництва та ціна одиниці енергії отриманої з використанням поєднання невідновлюваного та біологічно відновлюваного ресурсу відповідно; та - обсяги енергії, утвореної з використанням невідновлюваного та біологічно відновлюваного енергоресурсу відповідно, після заміщення енергоресурсів; - обсяг енергогенерації з використанням невідновлюваного енергоресурсу до заміщення. Індекс h позначає нумерацію періоду, за який береться значення відповідного показника.

В (8) та (17) j визначається наступним чином:

, якщо , де ,

, якщо , де .

Оцінка доцільності заміщення енергоресурсів у сфері національної безпеки здійснюється з використанням запропонованого нами підходу, описаного формулою (1). Зважаючи, що в запропонованих у дисертаційній роботі підходах оцінка в екологічній, економічній та соціальній сферах здійснюється в грошовому вимірі, оцінку в сфері національної безпеки доцільно перевести в грошовий еквівалент. Грошовим еквівалентом зниження енергетичної залежності, внаслідок заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними, може бути вартість заходів з енергозбереження, які б забезпечили аналогічне зниження енергетичної залежності.

Оцінка заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними потребує врахування усіх ефектів, які виникають при цьому. Водночас суб'єкти господарювання гнучко реагують лише на економічні та правові стимули. У дисертаційній роботі розроблено методику оцінки економічної доцільності використання деревинних відходів для забезпечення роботи сушарок. Відповідно до запропонованої методики, використання деревинних відходів деревообробним підприємством замість газу доцільно, якщо виконується умова:

,(23)

де - набір доходів чи витрат від альтернативного використання деревинних відходів, що могли бути використані для сушіння партії h в період l; з₁ , з₂ - ККД газового та деревинного котлів, які забезпечують роботу сушарок; Z_l - кількість партій деревинних відходів, які були використані за період l; t - час, за який планується окупити обладнання (в роках), ? - кількість періодів протягом яких визначається потрібна кількість енергії для здійснення процесу сушіння (у цьому випадку ??= t); P_Г - вартість одиниці об'єму газу.

При цьому, повинна виконуватися умова достатності відходів власного походження:

,(24)

де - загальний обсяг деревини, що використовується в j-му виді виробництва на підприємстві; b^j - частка відходів, яка утворюється внаслідок оброблення певного обсягу деревини в j-му виді виробництва;

У формулі (24) Q^ijk розраховується за формулою:

,(25)

де , , , та - початковий та кінцевий рівні вологості, густина та об'єм абсолютно сухої деревини, обсяг енергії, потрібний для сушіння i-ї партії деревини, що піддається сушінню з використанням відходів j-го виду виробництва в k-му періоді відповідно; r - питома теплота пароутворення води; c_в та c_n - питома теплоємність води та пари відповідно; t₀ - температура води перед нагріванням її до пароутворення; t₁, t₂ - температура пари до подачі та після її виходу з сушильної камери.

У роботі здійснено апробацію методик з оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів. У випадку малої енергогенерації розглянуто деревообробне підприємство з потужністю котла в 1,5 МВТ, а у випадку компенсаторного заміщення - ТЕЦ, потужністю в 300 МВт. Чиста теперішня вартість першого року проекту із заміщення газу власними деревинними відходами на деревообробному підприємстві (мала енергогенерація) без врахування заходів з очищення продуктів горіння газу становила 1 432 тис. грн, а з урахуванням вартості очищення - (еколого-економічний розрахунок) - 4 595,2 тис. грн, при цьому річна економія природного газу становила 1 023 тис. м³, а зниження обсягів викидів оксиду вуглецю - 1 789 т. У випадку компенсаторного заміщення вугілля (за ціни 900 грн/т) частково було замінено паливними деревинними відходами (за ціни 120 грн/т). Масова частка деревини у паливній суміші складала 30 %. Вартість потрібних інвестицій на переобладнання ТЕЦ склала 139 032 тис. грн. Чиста теперішня вартість першого року проекту із компенсаторного заміщення енергоресурсів становила мінус 6 010 тис. грн, а другого року - 110 676 тис. грн. За таких умов термін окупності проекту із компенсаторного заміщення вугілля паливною деревиною становить два роки. Виконані розрахунки показують, що показники еколого-економічної оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними перевищують суто економічні показники.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі наведено теоретичне обґрунтування і нове розв'язання наукового завдання, яке полягає в оцінці доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними на теоретичному та методичному рівнях, що дало змогу зробити наступні висновки.

1.Використання біологічно відновлюваних енергоресурсів характеризується нижчим потенціалом забруднення довкілля у порівнянні з невідновлюваними. Головною екологічною превагою їх використаня є CO₂-нейтральність, а тому заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними знижує рівень антропогенного навантаження на довкілля, в тому числі й загрозу глобального потепління.

2.Заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними зумовлює виникнення інтегрального ефекту, який виявляється у впливі на основні сфери життя людини (економічну, екологічну, соціальну) та на рівень енергетичної безпеки держави. В кожній із цих сфер склалися сприятливі передумови для розширення використання біологічно відновлюваних енергоресурсів.

3.Оцінка потенціалу біологічно відновлюваних енергоресурсів повинна базуватися на екологічно доступних обсягах цих ресурсів, а не потенційних та мобільних, як це часто має місце. Використання відновлюваних енергоресурсів вимагає: дотримуватися вимог екологічності; невиснажливого використання; релевантності (врахування технологічних та технічних можливостей використання певного відновлюваного енергетичного ресурсу для конкретних потреб); комплексного використання відновлюваних енергоресурсів; максимізації еколого-економічного ефекту.

4.При використанні деревини в якості енергоресурсу, слід дотримуватися ряду спеціальних принципів, а саме: націленості на отримання супутніх екологічних та соціальних ефектів у процесі вирощування та переробки плантаційної деревини; спрямування на утилізацію відходів виробництва лісової та деревообробної галузей; мінімізації обсягів викидів, утворюваних внаслідок спалювання деревинних ресурсів; забезпечення збереження біорізноманіття та підтримки лісових екосистем при вилученні деревини з лісосік для енергетичних потреб; врахування ритмічності процесу приросту деревини та коливання енергетичних потреб.

5.Зміни в природній системі, викликані заміщенням невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними є складними та взаємопов'язаними. Екологічні ефекти, які виникають в процесі заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними відрізняються за тривалістю, можливістю зворотності змін в екосистемах та безпосередністю виникнення. Різноманітність екологічних ефектів унеможливлює достатньо точну оцінку економічних збитків екологічного характеру.

6.Здійснення еколого-економічної оцінки заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними можна та доцільно проводити на основі концепції економічної оцінки запобігання антропогенного забруднення від їх використання з врахуванням прямих економічних ефектів від енергогенерації. На відміну від застосування концепції економічної оцінки екологічних ефектів такий підхід позбавляє необхідності оцінювання екологічних ефектів (трудомісткого процесу, не позбавленого наявності значних похибок в остаточному розрахунку) і водночас забезпечує отримання адекватного результату.

7.Ефективне заміщення невідновлюваного та відновлюваного ресурсу в межах виробничої функції вимагає брати до уваги крім класичних факторів (ціна ресурсу та гранична норма технологічної заміни) також екологічні (наприклад, витрати на запобігання забруднення при використанні енергоресурсу). Враховуючи дефіцитність невідновлюваних ресурсів та міжчасові зв'язки при їх заміщенні відновлюваними, дисертантом доведено, що доцільніше відкладати споживання невідновлюваних ресурсів на майбутні періоди, аніж споживати їх в поточному.

8.Еколого-економічну оцінку заміщення енергоресурсів (як і порівняння будь-яких інших технологічних варіантів за еколого-економічним критерієм) можна проводити через доведення обсягів антропогенного забруднення від використання двох енергоресурсів до однакового рівня. Зведення забруднення до однакового рівня здійснюється шляхом нарощування виробництва за варіантом з нижчим рівнем забруднення. Такий підхід позбавляє необхідності оцінки екологічної складової заміщення енергоресурсів з подальшим порівнянням економічних ефектів.

9.Рівень енергетичної залежності країни від постачальників енергоресурсів визначається географічною структурою імпорту та часткою імпорту в кінцевому обсязі первинного енергоспоживання ресурсу. Заміщення імпортованих енергоресурсів власними біологічно відновлюваними призведе до зниження рівня енергетичної залежності та зміцнення національної безпеки. Економічним еквівалентом зниження рівня енергетичної залежності може бути вартість впровадження заходів з енергозбереження, які б забезпечували аналогічний обсяг зниження імпорту енергоресурсів.

10.Оцінку доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними слід проводити окремо на мікро- та макрорівні, що зумовлено різними масштабами та кількістю ефектів, які виникають в процесі заміщення. Здійснення оцінки заміщення повинно базуватися на врахуванні екологічних, економічних та соціальних ефектів, а також рівня національної безпеки. Суб'єкти господарювання, приймаючи рішення про заміщення енергоресурсів, керуються виключно економічними інтересами. Саме тому необхідно трансформувати екологічні, соціальні та інші неекономічні чинники в економічні.

11.Апробація запропонованих дисертантом методик оцінки доцільності заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними (на прикладі деревини) показала позитивний ефект такого заміщення. При врахуванні екологічних та соціальних критеріїв термін окупності проектів із заміщення енергоресурсів суттєво знижується. Ще важливіший висновок полягає в тому, що заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними є важливим чинником зменшення енергетичної залежності країни та зміцнення національної безпеки.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Публікації у фахових виданнях

1. Прокіп А.В. Ефективність отримання енергії з деревини/ А.В. Прокіп // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - 2004. - № 14.1. - С.181_184.

2. Прокіп А.В. Визначення економічної доцільності отримання енергії деревообробним підприємством від спалювання власних деревних відходів/ А.В. Прокіп, М.Е. Матвєєв // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - 2005. - № 15.2. - С. 183 - 192./ Особистий внесок здобувача: визначено та формалізовано критерії доцільності заміщення невідновлюваного ресурсу деревинними відходами; визначено технічні характеристики використання деревинних відходів для забезпечення роботи деревинних сушарок.

3. Прокіп А.В. Еколого-економічні, соціальні та геополітичні складові ефективного заміщення традиційних енергоресурсів біологічно відновлюваними/А.В. Прокіп // Економіка: проблеми теорії і практики: зб. наук. праць. - 2008. - Т.3. - Вип. 244 - С. 758-768.

4. Прокіп А.В. Умови оптимального заміщення невідновлюваних енергоресурсів відновлюваними/ А.В. Прокіп // Менеджмент та підприємництво в Україні: етапи становлення і проблеми розвитку: вісник національного університету „Львівська політехніка”. - 2008. -№ 635. - С.124-130.

5. Прокіп А.В. Оцінка потенціалу деревинних відходів для енергетичного використання/А.В. Прокіп // Науковий вісник НЛТУУ: зб. наук.-техн. праць. - 2009. - № 19.4. - С.97_103.

6. Прокіп А.В. Характеристики критерію еколого-економічної оцінки господарської діяльності/ А.В. Прокіп// Матеріали VIII Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрантів і аспірантів “Екологічні проблеми регіонів України”. - Одеса: Одеський державний екологічний університет, 2006. - С. 208-209.

Прокип А.В. Методологические подходы эколого-экономической оценки целесообразности замещения невозобновляемых энергоресурсов биологически возобновляемыми/ А.В. Прокип// Materialy V miedzynadorovej naukowi-praktycznej konferencji “Nauka: teoria i praktyka - 2009”- Przemysl: Nauka i studia, 2009. - S.72-75.

Прокип А.В. Оценка уровня энергетической зависимости страны/ А.В. Прокип Mezinarodovi vedecko-prakticka conference “Predni vedecke novinky - 2009”- Praha: Publishing house “Education and Science”, 2009. - S.67-70.

Размещено на Allbest.ru