CC BY
44
УДК 33
Соколов Алексей Анатольевич
аспирант Межрегионального открытого социального института [email protected]
ТОРФЯНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ РЕГИОНАЛЬНОГО ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Sokolov Alexey Anatolyevich PhD student,
Interregional Open Social Science Institute [email protected]
PEAT LAND AS A PART OF REGIONAL FUEL ENERGY COMPLEX
Аннотация:
В данной статье излагается методика применения функций пространственного влияния для оценки эффективности использования местных торфяных залежей при проектировании развития регионального энергетического комплекса.
Ключевые слова:
торф, торфяные месторождения, торфяные ресурсы, топливно-энергетический комплекс, методы пространственного анализа.
Summary:
The article recounts the methodology of applying dimensional interference functions for estimation of efficiency of local peat accumulation development as a part of planning the regional energy industry growth.
Keywords:
peat, peat land, peat resources, fuel energy complex, methods of dimensional analysis.
Принятие наиболее рациональных проектных и управленческих решений по развитию и эксплуатации регионального топливно-энергетического комплекса на основе использования местных источников топлива - одна из важнейших задач на сегодняшний день. Ее отличительной особенностью является то, что главным фактором, влияющим на процессы проектирования, создания и управления региональным топливно-энергетическим комплексом, является территориальная распределенность, в значительной степени определяющая взаимодействие и эффективность функционирования составляющих этого комплекса. Этим обусловлено появление в последние десятилетия целого направления в теории и практике принятия решений при проектировании и управлении такими комплексами - это системный, интеграционный подход к анализу и учету пространственного фактора как определяющего их функционирование. Однако, несмотря на появление таких направлений, ряд проблем научного и практического характера остался нерешенным. Это выявилось при решении задач планирования промышленного освоения местных топливных ресурсов в региональном масштабе, в частности при разработке перспектив развития промышленного освоения торфяных залежей Республики Марий Эл.
Повышение стоимости энергоресурсов, особенно ископаемых ресурсов, делает актуальным использование возобновляемых источников энергии. К таким источникам относятся биоресурсы. Показательным в этом отношении является использование этанола вместо бензина. Торф как энергоресурс занимает промежуточное положение. С одной стороны, он является ископаемым энергоресурсом, с другой - постоянно возобновляемым естественным путем. Другим достоинством торфа является сравнительная простота его добычи (заготовки) и возможность использования в энергетических установках малой и средней мощности.
Но использование торфа связано с рядом проблем: значительно меньший объем единичных залежей; существенная разрозненность залежей; необходимость предварительной обработки торфа перед его использованием как топлива (сушки, прессования), что требует дополнительных затрат; меньшая калорийность, по сравнению, например, с углем, что повышает транспортные издержки при доставке торфа от места добычи до места потребления. С точки зрения экологии, торф является более предпочтительным видом топлива, потому что при его сжигании практически не образуются вредные выбросы и получаемая зола пригодна для использования как удобрения. В то же время отрицательным является то, что при сжигании торфа возникают дополнительные проблемы, связанные с выбросом золы и сажи в атмосферу, и, что более существенно, добыча торфа в промышленных масштабах может привести (и часто приводит) к нарушению экосистемы, так как болота играют незаменимую роль в природной гидросфере, в поддержании разнообразия и устойчивости в растительном и животном мире.
Таким образом, целесообразное использование торфа как топлива является сложной проблемой, связанной с решением ряда противоречивых экономических, социальных, организационных и экологических задач. Этим объясняется та неопределенность, которая наблюда-
ется в настоящее время в решении вопросов использования торфа на государственном, региональном и местном уровнях (это хорошо видно на примере Республики Марий Эл). После периода интенсивной добычи торфа в 40-60-х годах ХХ столетия, когда уголь и газ стали дешевыми энергоресурсами, торфяная отрасль пришла в упадок. С повышением стоимости энергоресурсов и транспортных издержек интерес к торфу как топливу вновь возродился. Была даже принята специальная программа по возрождению торфодобычи. Но ее выполнение свелось к отдельным точечным мероприятиям, которые не привели к осязаемым результатам в развитии регионального топливно-энергетического комплекса. Одной из главных причин этого является бессистемность в анализе и планировании, а также то, что не был учтен ряд существенных факторов, особенно таких как территориальная удаленность мест залегания и мест использования торфа и состояние дорожно-транспортной инфраструктуры. В связи с этим решить данную проблему можно только системно, с использованием технологий поддержки и принятия управленческих решений как основной составляющей этапа поискового конструирования процесса автоматизированного проектирования. При этом должен учитываться основной фактор -территориальная распределенность.
В связи с тем, что методы пространственного анализа выбраны в качестве основного способа исследования системы использования торфяных ресурсов, данные были представлены аналитически в виде функций гауссовского типа пространственного влияния объекта на свойства территории. Функция определяется через две составляющие: функцию принадлежности (в качестве аргумента используется расстояние от объекта до конкретной точки местности) и количественную характеристику самого объекта влияния [1, с. 25].
Основным горючим компонентом торфа, как и всякого другого топлива, является углерод. Теплота сгорания углерода - 8100 ккал/кг. При сжигании он дает около 65-70 % теплоты сгорания торфа. Вторым по значению горючим компонентом является водород, он дает при сжигании 30-35 % теплоты сгорания торфа. Азот и кислород являются балластом. В связи с этим содержание углерода является основным показателем ценности торфа как топливного ресурса. В настоящее время накоплен статистический материал о составе и свойствах различных видов торфа. В результате получены уравнения регрессии для элементарного состава торфа, группового химического состава, состава золы и других характеристик. Например, в работах Н.Г. Лиштвана и Е.С. Короля [2, с. 45] предлагается следующее уравнение регрессии для определения содержания углерода (в % от органического вещества):
С = 0^ - 0,004Ас + 0,006Qг + 0,2рН + 22,9,
где R - степень разложения торфа; Ас - зольность; Qг - теплота сгорания горючей части в калориметрической бомбе; pH - кислотность.
Таким образом, величина значимости торфяного месторождения Si в месте его нахождения определяется следующим образом:
Si = ^, Ac, Qг, pH) V,
где С - количество углерода в единице веса; V - запас торфа 40%-й влажности.
На следующем этапе необходимо определить параметры функции принадлежности. Для этого рассмотрим зависимость ширины зоны неопределенности от параметра Ь в пределах минимального значения - 0,05 и 0,90 от максимального значения функции принадлежности. По данным торфодобывающих предприятий, автоперевозки торфяной продукции целесообразны на расстояние 70 км от торфяной залежи, а расстояние 100 км является предельно допустимым. Следовательно, целесообразно функцию принадлежности определить по точке перегиба 0,2 (при 70 км) и по минимальному значению 0,05 (при расстоянии в 100 км). Исходя из этого, определяются параметры функции:
-<—)2Ь е а = 0,2
юо 2Ь е-{—> = 0,05
Решение системы дает следующие значения: a = 53,342, Ь = 0,871.
Таким образом, функция пространственного влияния определяется следующей аналитической зависимостью:
Fvl_torf(x, R, Ac, Qг, pH, V) = V(0,02R - 0,004Ac + 0,006Qг + 0,2pH + 22,9^^ ЦУ"1'742 ,
где R, Ac, Qr, pH, V - данные по торфяным ресурсам Республики Марий Эл»; x - расстояние от границ месторождения.
Данная модель позволяет с достаточной точностью определять целесообразность использования конкретного месторождения как топливного ресурса для нужд регионального топливно-энергетического комплекса в зависимости от его качественных характеристик и объемов залежей торфа и от расстояния до потребителей. Модель объекта влияния выбирается в зависимости от поставленной задачи проектирования. Для поддержки принятия управленческих решений при моделировании возможных вариантов использования торфа разработана библиотека моделей:
- модель объекта, учитывающая запасы и удаленность месторождения;
- модель объекта, учитывающая направление использования: как топливо, для получения полуфабрикатов, для сельского хозяйства;
- модель объекта, запрещенного для разработки;
- модель объекта, учитывающая грузоподъемность и скорость транспортной единицы;
- модель объекта, дополнительно учитывающая удаленность от места добычи;
- модель объекта котельной;
- модель объекта торфопредприятия.
Ссылки:
1. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. М., 2000.
2. Лиштван И.И., Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения. Минск, 1975.
References (transliterated):
1. Larichev O.I. Teoriya i metody prinyatiya resheniy. M., 2000.
2. Lishtvan I.I., Korol' N.T. Osnovnye svoystva torfa i metody ikh opredeleniya. Minsk, 1975.
