Диссертация (1090191), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Такая формулировка требует, чтобы потоки из различных материаловизмерялись в единицах, выражающих однородные инвариантные величины. Кроме того, эти гетерогенные, измеренные подобным образом материалы должнысуммироваться вместе и на входе, и на выходе, так чтобы их можно было сравнивать и проверять балансовое уравнение.Проиллюстрируем это на примере национальной экономики.Структура экономики нашей страны представляет собой комплекс минерально-энергетического и перерабатывающего производства. Отходы возникают как впроцессе производства и потребления и эксплуатации продукции, так и по окончании ее срока жизни (рисунок 5.4), так как все результаты материального производства (вся продукция) с течением времени превращаются в отходы:Добыча ресурса Переработка с производством конечной продукции Эксплуатация Отходы.(5.8)Из этого следует, что все извлеченные из недр земли материалы Q (в тоннах),как энергетические, так и минерально-сырьевые, в конечном счете, становятся отходами W (в тоннах) твердыми (SW), жидкими (LW) и газообразными (GW), тоесть справедливо тождество:Q = W,гдеW = SW + LW + GW.(5.9)182ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДАВход (сырье)ЭКОНОМИКАПродукцияПроизводствоПовторноеиспользованиеи переработкаПотреблениеПовторноеиспользование«Секонд хэнд»Сбросы Выбросы ОтходыВыход(СБРОСЫ ВЫБРОСЫ ОТХОДЫ)ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДАРисунок 5.4 – Комплексная модель трансформации сырьевых ресурсовв результате переделов в природно-экономической системеСледовательно, для дальнейшего исследования необходимо сопоставить двапроцесса – превращение (движение) сырья и образование отходов, причем должны сделать это с самого начала технологической цепочки – сырьевой базы.
Дляотдельного предприятия это – поступающий материал, для экономики в целом –природные ресурсы.Начнем наш анализ с движения сырья.Общее количество всех извлеченных из недр материалов Q состоит из вмещающих пород (пустых горных пород) HRo и содержащихся в них необогащенных добытых ресурсов (природного сырья) MR:Q = HRo + MR.При этом нужно помнить, чтоQ = Σ Qi,HRo = Σ HRoi,MR = Σ MRi,где i показывает, какой ресурс добывается или сырье используется.(5.10)183В состав добытых ресурсов входят полезные компоненты (обогащенное природное сырье) UMR и отходы обогащения WМR:MR = UMR + WМR .Само обогащенное природное сырье UMR служит источником энергии (MREn)либо исходным материалом для дальнейшей переработки (NMR):UMR = MREn + NMR.(5.11)Движение сырья можно изобразить в виде пирамиды, ступени которой представляют собой уровни переработки сырья, причем для каждого последующего(более высокого) уровня сырьем является продукция предыдущего (более низкого) уровня.
Для разных видов сырья количество уровней отличается. Так, для газаэто может быть одно-, двух- или трехуровневая пирамида, а для металлов – пятишестиуровневая (рисунок 5.5).Схема представляет собой пирамиду, а не лестницу, потому что масса (в тоннах) производимой продукции от уровня к уровню уменьшается, ввиду того, что вцелом сырье расходуется не только на получение готового продукта, а по тремнаправлениям (рисунок 5.6) [451]. Причем расход материала на собственные нужды здесь следует понимать не только буквально, но и как использование продукции предыдущего уровня в качестве конечного продукта.Рисунок 5.5 – Движение материально-сырьевых ресурсов: а, б, в – газ; г – металлСЫРЬЕРАСХОД МАТЕРИАЛАНА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ(ИСПОЛЬЗОВАНИЕ)ГОТОВЫЙ ПРОДУКТ(РЕЗУЛЬТАТПРОИЗВОДСТВА)Рисунок 5.6 – Расход сырья при производствеОТХОДЫ184При учете повторно используемого сырья наша схема незначительно преобразуется (рисунок 5.7):СЫРЬЕРАСХОД МАТЕРИАЛАНА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ(ИСПОЛЬЗОВАНИЕ)ПОВТОРНОИСПОЛЬЗУЕМЫЙ МАТЕРИАЛГОТОВЫЙ ПРОДУКТ(РЕЗУЛЬТАТПРОИЗВОДСТВА)ОТХОДЫНЕИСПОЛЬЗУЕМЫЕОТХОДЫРисунок 5.7 – Расход материалов при производствеЭнергетическое сырье (энергоресурсы) затрачивается на добычу и производство продукции (REnMP) и на потребление (REnMC):MREn = REnMP + REnMC.(5.12)Энергоресурсы, используемые в качестве топлива как при производстве, так ипри потреблении (для обеспечения жизнедеятельности людей в быту и на производстве), сразу превращаются в отходы любого агрегатного состояния, то есть:REnMP = WEnMP,(5.13)REnMC = WEnMC,(5.14)MREn = WMEn.(5.15)На данном этапе наших рассуждений мы исключили экспорт и импорт сырья иготовых изделий, а также превращение части сырья в газообразные выбросы илижидкие отходы, так как это не оказывает влияния на логические построения.При производстве изделий (продукции, объектов) MP затрачиваются энергоресурсы (REnMP) и сырье для производства продукции (NMR) и образуются, помимо полезного продукта MP, еще и отходы (WoMR):REnMP + NMR = MP + WoMR.Другими словами, можно сказать, что в понятиях «изделия», «продукция» заключены материалоемкость + энергоемкость.1855.2.2 Образование и учет отходовОбразование и учет отходов можно представить в виде комплекса диаграммразличных иерархических уровней.
На некоторых из нижеприведенных диаграммуказаны цель создания модели, кто в них нуждается, и исполнители – источникиданных об интересующих аспектах материальных потоков.На контекстной диаграмме верхнего уровня R0 (рисунок 5.8) выявляются пятьосновных блоков, отражающих функциональные связи внутри потока.Производствопродукции R2ПоступлениересурсовR1ОбразованиеотходовR4Потреблениепродукции R3Учетотходов R5R0Цель: укрупненный учет загрязнений в государстве, регионе, отраслиПотребность: министерства и ведомства, лица, принимающие решения по созданию и размещению отходоперерабатывающих предприятий, федеральные и региональные органы статистикиИсполнители (источники информации): хозяйствующие субъекты, относящиеся к видам экономической деятельности «Добыча полезных ископаемых», «Строительство», таможенные органы, производители готовой продукции, органы статистикиРисунок 5.8 – Контекстная диаграмма модели учета отходовна всех этапах жизненного цикла ресурсовВ итоге декомпозиции контекстной диаграммы R0 для каждого из ее блоковопределены входные и выходные материальные и информационные потоки ипроцессы, в результате которых образуются отходы.
Добыча (поступление) ресурсов является началом материального потока и, находясь в системной связи спроизводством, эксплуатацией и потреблением, оказывает значительное влияниена весь жизненный цикл продукционной системы. Декомпозиция данного блокаR1 приведена на рисунке 5.9 а. Декомпозиция остальных блоков представлена нарисунках 5.9 б-д.186Цель: укрупненный учет загрязнений в регионе, отраслиПотребность: федеральныеи региональные природоохранные ведомства и органы статистикиИсполнители(источникиинформации):хозяйствующие субъекты, относящиеся квиду экономической деятельности «Добыча полезных ископаемых», таможенные органы, органы статистикиабвгдРисунок 5.9 – Последовательная декомпозиция системы образования и учета отходов:а – декомпозиция блока R1 (Ресурсы); б – декомпозиция блока R2 (Производство);в – декомпозиция блока R3 (Потребление); г – декомпозиция блока R4 (отходы);д – декомпозиция блока R5 (Учет отходов)187Таким образом, для дальнейшего анализа воспользуемся не общепринятым делением отходов на отходы производства и потребления, а другой классификацией.Общее количество отходов (WM = ΣWijlkgh), образованных за определенный промежуток времени (обычно календарный год), состоит из отходов производства (WMM),отходов эксплуатации (WMO) и выбывших из эксплуатации изделий (WMP):WM = WMM + WMO + WMP.(5.16)Отходы производства состоят из отходов добычи HRo, отходов производствдобывающих (WМR) и обрабатывающих (WoMR):WMM = HRo + WМR + WoMR.(5.17)Отходы добывающих производств WМR зависят от количества добываемыхресурсов МR и степени извлечения из них полезного компонента – природногосырья (UМR) для последующей переработки:WМR = МR – UМR.(5.18)Количество отходов у обрабатывающих производств зависит от количестваиспользуемого сырья NMR и уровня технологии и рассчитывается [434, 436, 437]в соответствии с нормативами образования отходов N, установленных в различных нормативных документах, причем бракованная продукция учитывается врасходе сырья.
Также в процессе любого производства затрачивается энергия, тоесть используются энергоресурсы REnMP:UМR = NMR + REnMP.Чем выше уровень технологии, тем меньше расход сырья и тем ниже нормативобразования отходов N (для энергоресурсов – N’):WoMR = NMR · N + REnMP · N’,илиWoMR = WNMR + WEnMP ,где WNMR и WEnMP – отходы сырья и сжигаемого топлива при производствепродукции из добытых ресурсов.C другой стороны, согласно материальному балансуWoMR = NMR – MP.188В отходы эксплуатации на производстве, в соответствии с бухгалтерским учетом, входят отработанные расходные материалы, оснастка, инструмент и т.п., тоесть предметы, срок полезного использования которых менее одного года, которыеотносятся к предметам труда и необходимы для производства продукции, работ,услуг, для хозяйственных нужд организации.