Часть IV. Миросозидание

Глава 20. Обобщенная оценка

Высшая цель людей - покорение материального 
мира и овладение силами природы, чтобы 
поставить их на службу человечеству.

Н. Тесла

Перед экономикой страны стоит задача преодоления экстенсивных тенденций развития, которые привели, в частности, к гипертрофии первичного сектора. При нынешнем своем состоянии отрасли, эксплуатирующие природу, требуют несоразмерных их реальному вкладу в народное хозяйство затрат. Происходят громадные потери вещества и энергии, достигающие 90% и более. Побочные следствия чрезмерного разрастания сети добывающих предприятий - отвлечение средств из производственной и непроизводственной сфер, замедление научно-технического прогресса, зависимость от экспорта сравнительно малоценных сырьевых товаров, истощение материальной базы общества, деградация окружающей среды под влиянием загрязнения отходами, увеличение заболеваемости населения.

Предлагаемые меры повышения эффективности природопользования, такие, как внедрение рециклинга и рекуперации, снижение удельных расходов, утилизация всей извлеченной массы, замещение старых технологий новыми, ресурсосберегающими, замена простого изъятия воспроизводством и т. д., по сути дела сводятся к более полному отражению в структуре и организации антропогенных систем свойств ядер и окружения. Оно достигается встраиванием новых звеньев, предназначенных для управления процессами.

Изучение альтернатив. Действенным методом решения проблем, связанных с выбором наилучших вариантов совершенствования производства, служит альтернативный анализ и синтез, которые направлены на поиск существующих резервов с максимальным привлечением имеющихся знаний. Работа заключается в выяснении возможностей получения либо заданного результата при наименьших затратах, либо наибольшего результата при заданных затратах. В обоих случаях предпосылкой исследования служит достаточное понимание закономерностей внутригеосистемных и межгеосистемных связей.

По причине преимущественно отраслевой специализации научных учреждений для развертывания таких исследований потребуется немалое время. Однако некоторый опыт уже накоплен. Для знакомства с ним приведем сведения, касающиеся перспектив водного хозяйства.

Программа альтернативного анализа и синтеза базируется на семи принципах системного исследования.

Первый принцип - учет всех источников. Если пытаться реализовать его для случая повышения водообеспечения, то необходимо, не ограничиваясь оценкой полезной отдачи от регулирования руслового стока, ресурсы которого представляются исчерпанными во многих южных районах, обратиться к рассмотрению потоков атмосферной влаги. Запасы ее надлежит увеличить благодаря проведению агролесомелиорации, специальной обработке почвы, мульчированию и т. д. Именно таким путем, как показывает опыт, реально значительное увеличение водных ресурсов не только на полях, но и в речных бассейнах в целом.

Второй принцип заключается в сокращении затрат. Известно, что важнейший резерв ирригационного земледелия - экономия воды при орошении. Вполне доступно снижение поливных норм на 30-50% (тем более что они устанавливаются по устаревшим инструкциям), уменьшение утечек воды при транспортировке на 20-40%, сокращение непроизводственных ее потерь на 10-15% путем совершенствования технологии полива. Если в хозяйствах со старыми оросительными системами на выращивание 100 ц зерна кукурузы нужно израсходовать 5,0- 6,5 тыс. м³ воды, то в передовых хозяйствах этот показатель удается довести до 2,5-3,5, а в производственных опытах - до 1,5-2,0 тыс. м³. Полезная отдача каждой тысячи кубометров воды в виде урожая может быть увеличена при коренной реконструкции ирригационных сетей в 2-3 раза, причем важно то, что она достигает максимальных значений при расходах, которые существенно меньше нормативных. Совершенствование техники и организации труда позволяет резко повысить сборы сельскохозяйственной продукции при неизменных водных ресурсах. Введение жесткого режима экономии воды, которое способствует улучшению мелиоративной обстановки на орошаемых землях, будет облегчено при переходе к обоснованной плате за пользование водоисточниками. По предварительным расчетам, упорядочение водного хозяйства даст возможность оросить дополнительно 25-30% площадей.

Третий принцип альтернативного исследования ориентирует на получение максимального результата от понесенных затрат. Это достигается целенаправленным подбором культур и выведением сортов, отличающихся низкими транспирационными коэффициентами, если речь идет о сельском хозяйстве, и размещением неводоемких производств, если речь идет о промышленности.

В соответствии с четвертым принципом анализа и синтеза альтернатив при определении оптимальных вариантов развития экономики с учетом водного фактора целесообразно, не ограничиваясь изучением одного водопотребления, оперировать величинами конечных результатов труда в виде полученной продукции в пересчете на зерновой эквивалент (для сравнимости показателей).

Как уже отмечалось выше, исключительный потенциал скрыт в агролесомелиорации угодий. Наглядным подтверждением тому служат данные об урожаях засушливого 1984 г. в центральных черноземных областях, где на не защищенных лесными полосами полях было собрано по 5-7 ^ц/_га, в то время как на землях Каменной степи, окруженных докучаевскими "бастионами", получено свыше 15 ^ц/_га зерна, а местами и до 50 ^ц/_га. Однако при существующих темпах агролесомелиоративных работ черноземы, дающие около 80% всего производимого в стране зерна и уже потерявшие от ¹/₃ до ¹/₂ своего гумуса, не будут защищены и к концу XXI в.

Форсирование работ по облесению при затратах порядка 400 руб/га обеспечит в достаточно короткие сроки получение дополнительно не менее 10 млн т зерна. Известные приемы влагозадержания при их широком распространении позволяют собирать еще 25-30 млн т зерна. Кроме того, огромный эффект может дать борьба с эрозией - сокращение сноса почвы лишь наполовину равнозначно удвоению норм применяемых удобрений с соответствующим повышением урожаев. При правильном внесении вывозимого миллиарда органических удобрений на полях страны может быть получено 60 млн т зерна. Только своевременная уборка урожая благодаря сокращению потерь от "истекания" зерна при замене парка комбайнов даст общую прибавку, равную 15-20 млн т.

Капитальные вложения на получение 1 млн т зерна или эквивалентного количества другой продукции при обращении к таким средствам интенсификации, как известкование кислых почв, гипсование солонцов, сбор и использование навоза, агролесомелиорация, улучшение лугов, строительство элеваторов, проведение дорог в сельской местности и т. д., варьируют от 0,05 до 0,35 млрд руб., а уровень затрат на интенсификацию водного хозяйства на староорошаемых землях составляет 0,2-0,4 млрд руб/млн т, что в несколько раз меньше удельной стоимости сборов на запроектированных крупных ирригационных системах, рассчитанных на питание внешними источниками воды. Некоторые альтернативные варианты развития сельскохозяйственного производства с точки зрения энергоемкости и материалоемкости на один-два порядка экономичнее экстенсивных, рассчитанных на прокладку длинных каналов. Очевидно, что проекты орошения земель на юге страны за счет перераспределения стока в ближайшее время неперспективны, так как учеными предложены и практиками проверены значительно более дешевые, простые и надежные пути достижения цели увеличения продукции сельского хозяйства. Их использование до последнего времени сдерживалось громадными расходами на водные мелиорации (например, за 1981-1985 гг. на последние было затрачено примерно в 25 раз больше средств, чем на все другие мелиорации, вместе взятые).

Согласно пятому принципу системного изучения вариантов, при разработке долгосрочных программ природопользования важным элементом должна стать оценка степени риска при реализации проектов, в первую очередь сложных и дорогостоящих. В список сравниваемых критериев, как представляется, следует включить соблюдение нормативных сроков окупаемости, достижение намечаемого эффекта, улучшение качества жизни местного населения, отсутствие серьезных непредвиденных последствий, предотвращение негативных социальных явлений, сохранность зданий и коммуникаций, неприкосновенность памятников культуры, поддержание плодородия почвы, защиту вод и воздуха от загрязнения, охрану растительного и животного мира. Все критерии оцениваются по пятибалльной шкале: 1 балл - маловероятно, 2 балла - вероятно, 3 балла - возможно, 4 балла - обеспечено, 5 баллов - гарантировано. Баллы суммируются. Опрос экспертов и обобщение литературных материалов показывают, что крупномасштабные водные мелиорации по предложенному способу оценки обычно на 10-15 баллов уступают в надежности и безопасности другим способам повышения производительности земли.

Среди критериев сравнения мероприятий, так ли иначе связанных с водным хозяйством, в настоящее время наименее изучены размеры влияния гидротехнического строительства на окружающую среду и здоровье людей, а также лимитирующие факторы (в первую очередь человеческие). Давно ощущается необходимость в сведении воедино информации об условиях проведения водных мелиорации.

Шестой принцип альтернативного анализа и синтеза как раз и обязывает предвидеть в общих чертах как опережающие, так и результирующие следствия осуществления конкурирующих (явно или неявно) проектов.

В области мелиоративного строительства долгое время наблюдался рост числа и величины осушительных и оросительных сетей. Между тем объемы получаемой на них продукции не соответствуют ожиданиям - недобор урожая составляет в среднем 7%. Водные мелиорации принятых форм сопровождаются явлениями, отрицательно отражающимися на их эффективности. Важно установить причины неудовлетворительной отдачи средств, вложенных в осушение и орошение. Предварительные исследования указывают на зависимость соотношения затрат и результатов от масштабов мелиорации.

Совокупность гидротехнических сооружений, машин и устройств, обеспечивающих перераспределение воды, образует ядро геосистемы, в которую кроме измененных почв и посевов (насаждений) входят всякого рода побочные продукты мелиорации. В сфере влияния этих систем идет постепенное или быстрое разрушение ранее существовавших тел - от неустойчивых горных пород (например, лёссов), растительных сообществ и стад рыб до локальных этнических и социальных групп. Деструктивные процессы с наибольшей силой проявляются сейчас в низовьях Амударьи и Сырдарьи.

Сравнение однотипных геосистем приводит к выводу, что oс увеличением ядра, с расширением площадей осушаемых и орошаемых массивов (привязанных к одному магистральному каналу) отчетливо прослеживается тенденция укрупнения, умножения нежелательных и вредных новообразований - скоплений загрязненных вод, популяций вредителей, очагов размножения болезнетворных организмов и т. д. По мере увеличения размеров рассматриваемых геосистем борьба с негативными последствиями мелиорации осложняется, а для их предотвращения требуются повышенные вложения. Вместе с тем экспоненциально увеличиваются расходы на управление.

Для развертывания сельского хозяйства при крупномасштабной мелиорации необходимы значительные трудовые ресурсы, которые, как правило, не обеспечиваются за счет местных источников. Развитие включенных в систему населенных пунктов в силу инерционности демографических процессов отстает от уровня, определяемого созданной материальной базой. В целом особо крупные системы отличаются длительностью периода освоения земель, пониженной урожайностью культур, серьезной нарушенностью естественной среды и худшими условиями жизни людей. Поэтому соотношение затрат и результатов при максимальном наращивании производственных мощностей в данной ситуации оказывается далеко не лучшим. Основной причиной нерациональной организации мелиоративных работ служит порядок проектирования, когда при установлении размеров будущих сетей исходят в первую очередь из чисто технических предпосылок.

Поиск оптимального размера проектируемого объекта должен, очевидно, начинаться с выявления реального потенциала тех территориальных общностей людей, которые могут образовать социальное ядро геосистемы, поддерживающее функционирование этого объекта. Далее, нужно принять во внимание ограничения экономического характера. Наконец, очередь доходит сохранения ядер естественных геосистем (например, лесов), придающих устойчивость ландшафту. Затем оцениваются ограничения, обусловленные природной обстановкой и интересами и до предвидения близких и отдаленных последствий, в том числе возможных ущербов. В таком исследовании весьма перспективно использование методов искусственного интеллекта со специально подготовленной базой данных, содержащей как бы каталог парных причинно-следственных связей. С помощью компьютера можно достаточно быстро составить представление о возможных цепных реакциях в природе и обществе, которые вызовет то или иное мероприятие, чтобы позднее подробно изучить наиболее важные эффекты.

Седьмой принцип альтернативного исследования гласит, что приоритет следует отдавать мерам многостороннего действия. С этой точки зрения неоспоримы преимущества лесонасаждения не только как средства увеличения влагообеспеченности территорий.

Интегральные показатели. Природопользование - сложнейший комплекс антропогенных систем, объединенных связями различного типа, включая миграцию атомов в биосфере. Выделение совокупности геосистем, сопряженных биогеохи-мически, позволяет подойти к решению проблемы прогрессивных преобразований с новых позиций. Рассмотрим конструктивные возможности выдвигаемой концепции на примере задачи обеспечения страны фосфором.

Как известно, в настоящее время наблюдается дефицит фосфора в почвах зон как неполивного, так и поливного земледелия. В стране имеется около 100 млн га пашни с низким и средним уровнем содержания подвижного фосфора. В перспективе для удовлетворения нужд сельского хозяйства при экстенсивном развитии производства минеральных удобрений предстоит утроить объемы добычи фосфатного сырья. Намечается освоение новых месторождений, которые большей частью расположены либо в отдельных районах (Север, Сибирь), либо в районах с большой плотностью населения и плодородными почвами (Эстония, Украина). Для разработки таких месторождений нужны огромные капитальные затраты, кроме того, предстоит преодолеть многие специфические трудности охраны окружающей среды и защиты здоровья людей. Для этого потребуется выделение в ближайшие 10-12 лет не менее 10 млрд руб. По прогнозам, отрасль в целом станет убыточной.

В условиях когда за период, превышающий 10 лет, резко изменяется реальный уровень затрат в природопользовании и ощущается необходимость в пересмотре политики ценообразования, определенное значение приобретает оперирование нестоимостными показателями дополнительно к стоимостным. Важно подчеркнуть, что дело не только в переходе к иной шкале. В конце концов к натуральным показателям могут обращаться (и уже обращаются) и представители далеких от географии дисциплин, например горной механики. Более существенно внимание ко всякого рода побочным следствиям, косвенным затратам и результатам, к потерям, которые выражаются в общей размерности.

Реконструкция геосистем, связанных мигрирующим фосфором, должна опираться на знание всех звеньев, включая конечные, замыкающиеся на поступлении элемента в воды и илы. Изучение этих систем приводит к выводу, что наиболее крупными резервами увеличения обеспеченности фосфором может служить борьба со всяческими потерями на пути от рудников до растений. По ориентировочной оценке, только легкодоступные и доступные резервы в масштабах страны измеряются величиной порядка 10-15 млн т Р₂О₅ в год, а общие резервы, вероятно,- в 2-2,5 раза больше.

В настоящее время более или менее перспективными для освоения считаются десять месторождений апатитов и фосфоритов; предложены проекты строительства рудников Новополтавского, Богдановского, Чилисайского, Джерой-Сардаринского, Белозиминского, Селигдарского, Забайкальского и некоторых других. Их суммарная мощность на уровне 2000 г. составляет примерно 6 млн т Р₂О₅ в год. Приведенные затраты на получение 1 т фосфатного сырья (в ангидриде) превысят в среднем 200 руб. Еще 6-7 млн т Р₂О₅ к 2000 г. намечается получить за счет наращивания добычи на действующих предприятиях при увеличении приведенных затрат до 100, 200 и даже 250 руб. на 1 т Р₂О₅. Как видно, ожидаемые приросты добычи фосфатного сырья примерно равны интенсификационным резервам фосфора из категорий легкодоступных и доступных. При этом еще не учитывается момент будущих технологических потерь фосфора, измеряемых сейчас 10-15% и более.

Приведенные затраты на включение резервов интенсификации в действие колеблются в широком диапазоне - от нескольких рублей (как в случаях борьбы с эрозией почв и утилизации навоза) до 100-200 руб. за 1 т Р₂О₅ (при переработке отвалов и хвостов обогащения). При исчислении этих показателей определялась доля затрат, приходящихся на вовлечение в оборот именно фосфора из многофункциональных источников. Например, борьба с эрозией обеспечивает сбережение не только фосфора, но и других биогенов, микроэлементов, гумуса и воды. Условно принималось равенство затрат на использование всех составляющих комплексного резерва.

Реальный результат вложений имеет неодинаковое качество. В случаях переработки отвалов и хвостов обогащения - это сырье, в случае использования илов или шлаков - плохо растворимые удобрения, в случае борьбы с потерями -удобрение в концентрированной форме. Но данное обстоятельство не имеет принципиального значения, и вот почему. Приведенные затраты на производство фосфорных удобрений в перспективе превысят, очевидно, 500 руб. на 1 т Р₂О₅. При обращении же к резервам интенсификации можно располагать набором средств, которые дают аналогичный результат при затратах, меньших на два (!) порядка. Прежде всего имеются в виду борьба с эрозией, добыча сапропелей, использование навоза, шлаков, золы и других отходов. Причем интенсивный вариант развития систем обеспечения фосфором останется выигрышным даже в том случае, если все затраты на мобилизацию комплексных резервов (борьба с эрозией, удобрение илами и т. д.) отнести исключительно на статью, касающуюся фосфора, и учитывать лишь фосфор растворимый, а не валовой (содержание первого примерно в 30 раз ниже содержания второго).

Полученная информация дает широкий простор для выбора действительно наилучшей стратегии обеспечения страны фосфором. По предварительной оценке, перераспределение фондов между подотраслями и отраслями агропромышленного комплекса при разумном соблюдении интересов их развития в целях минимизации затрат на получение заданного количества продукта (в виде требуемых 12 млн т Р₂О₅) может дать экономию приведенных затрат порядка 2-3 млрд руб., не менее.

Таким образом, целесообразно принятие мер по замыканию антропогенного звена круговорота фосфора в геосистемах. Это даст и положительный косвенный эффект, измеряемый десятками и сотнями миллионов рублей (как следствие ослабления эвтрофирования, заиления и прочих отрицательных явлений).

Дополним картину определением натуральных показателей приведенных затрат, вычисленных по аналогии со стоимостными затратами. Расчеты, носящие предварительный характер из-за неполноты исходных данных, красноречиво свидетельствуют о преимуществах рекомендуемого пути. Некоторые интенсивные технологии превосходят экстенсивную по основным характеристикам (таким, как удельные затраты энергии и труда) в 1000-10 000 раз! Это объясняется не только их экономичностью, но и отчасти всякого рода косвенными расходами ресурсов в системах, образованных новыми рудниками. Их создание во многих случаях уже неэффективно.

Энергетическая оценка. Конечная цель производственной деятельности состоит в достижении возможно большего выхода полезной энергии. Размеры современного хозяйства, его сложность часто затушевывают физическое содержание трудовых операций и делают неочевидным получаемый благодаря им прирост количества свободной энергии и ее дальнейший расход. Такая ситуация не обращала на себя внимания до тех пор, пока в распоряжении общества имелись доступные источники дешевого топлива. Однако в условиях нарастающего дефицита энергии, по мере перехода к эксплуатации все более трудно извлекаемых запасов углеводородов усиливается роль точных знаний об энергетических затратах и результатах. Именно учет их соотношений будет способствовать отбору оптимальных решений при обсуждении вопросов об освоении так называемых маргинальных ресурсов топлива и вообще источников с низкой плотностью энергии (в том числе городского мусора). Поэтому вполне закономерен интерес к энергетической оценке.

Эту оценку легче произвести при характеристике условий вовлечения в хозяйственный оборот горючих полезных ископаемых. Единицу исходных запасов топлива удобно принять за 1000 МДж (что эквивалентно 3,41 т условного топлива), или 100%.

В первом приближении показатель эффективности применения той или иной технологии при эксплуатации месторождения определяется рассмотрением энергетического баланса в самых узких рамках: он представляет собой простую разность между удельными количествами извлеченной и израсходованной при разработке энергии в пересчете на единицу запасов топлива в недрах.

Благодаря совершенствованию технологии добычи величина неизвлеченных запасов постоянно снижается. Доля извлеченного топлива увеличивается примерно на 0,5-1,0% в год. С применением новейших методов вытеснения флюидов достигается извлечение 50-70% запасов нефти и 90-95% газа, а средства гидромеханизации позволяют выдавать на поверхность более 90% заключенного в пластах угля.

Прямые затраты на извлечение топлива включают расходы энергии на отделение его от породы, выемку и подъем из горной выработки или скважины. При эксплуатации угольных месторождений к этим статьям расходов прибавляется энергия, идущая на разрушение пластов. Величина затрат на извлечение в первую очередь зависит от 'качества топлива, поскольку она рассчитывается по отношению к его теплотворной способности и для углей разных марок при прочих равных условиях может отличаться в 2-3 раза.

Наиболее энергоемка добыча угля, однако прогрессивные приемы разработки - подземная газификация и гидравлический способ - обеспечивают значительную экономию затрат. Энергоемкость добычи угля прямо пропорциональна глубине, на которой ведется эксплуатация месторождения. На каждые 100 м расходы энергии возрастают примерно на 30 МДж, или на 3%, поэтому абсолютный предел для подземной разработки угля лежит на глубине около 3 км. Величина затрат на извлечение угля находится в диапазоне 20-50%. Такие колебания во многом объясняются различиями в мощности и положении пластов. При уменьшении толщины маломощных пластов на 10 см энергоемкость добычи увеличивается на доли процента, что ограничивает их разработку в верхних сотнях метров.

При добыче нефти и газа расходы энергии необходимы после перехода к механизированным способам подъема углеводородов, причем они растут к концу периода эксплуатации. При наиболее интенсивном способе воздействия на пласт, сочетающем внутрипластовое горение с заводнением, затраты энергии увеличиваются на 10-15%, но это позволяет повысить нефтеотдачу на 15-25%. Вклад внутренней энергии Земли в доставку углеводородов на поверхность отличается высокой динамичностью: вначале при активном фонтанировании скважины он может достигать 10% и более, но затем из-за сокращения запасов пластовой энергии сравнительно медленно снижается до нуля.

Обобщающие показатели эффективности добычи угля, нефти и газа в первом приближении резко различаются между собой. Как и следовало ожидать, использование ресурсов углеводородных флюидов оказывается с энергетической точки зрения наиболее экономичным.

Во втором приближении при расчете энергетического баланса нужно учесть предшествующие эксплуатации расходы энергии. Они складываются из затрат на разведку и вскрытие месторождения. Затраты на разведку месторождений угля, нефти и газа имеют один порядок величин, измеряемый сотыми и тысячными долями процента. Значительно более существенны расходы энергии на освоение месторождений. На выемку вскрышных пород, обеспечивающую доступ к углю, в пересчете на единицу извлекаемого (в последующем) топлива идет от 50 до 100 МДж {5-10%). На нефтяных и газовых промыслах величины затрат этих видов определяются глубиной скважин и в еще большей степени запасами углеводородов, но, как правило, они незначительны.

В третьем приближении при расчетах в энергетический баланс должны включаться статьи, отражающие затраты на обеспечивающие добычу операции - управление машинами, механизмами, крепью и т. д., проветривание шахт и карьеров, горный дренаж, производственное освещение, транспортировку людей, материалов и оборудования, дегазацию, борьбу с пылью, кондиционирование. Показатель эффективности, если принимать во внимание перечисленные затраты, соответственно уменьшается на величину их суммы. Наиболее весомы в ней затраты энергии, связанные с откачкой подземных вод, поступающих в горные выработки. Их величина, естественно, меняется в зависимости от размера притока воды, высоты ее подъема и производительности предприятия. В отдельных случаях, когда приток в угольную шахту или карьер достигает 2-3 тыс. м3/час, расходы энергии на горный дренаж могут выражаться 150-250 МДж, или 115-20% (чаще всего они измеряются процентами).

Существенный вклад в энергобаланс вносят затраты на удовлетворение гигиенических требований к состоянию рудничной атмосферы, т. е. на дегазацию, проветривание, борьбу с пылью и кондиционирование (в глубоких шахтах). На долю вентиляции приходится 25-35% расходов электроэнергии при подземной добыче угля. Такой высокий уровень потребления энергии объясняется подачей в горные выработки до 10 ^м3/_с свежего воздуха, для чего используются вентиляторы мощностью до 2500 кВт. С увеличением добычи угля открытым способом и ростом глубины разрезов возникает необходимость в искусственном проветривании. Расходы на поддержание чистоты рудничной атмосферы в забоях возрастают с удалением от земной поверхности в геометрической прогрессии - от 2-5% на глубинах 300-500 м до 12-15% на глубине 1 км.

В целом из-за расходов энергии на обеспечивающие добычу твердого топлива операции показатель эффективности в третьем приближении оказывается на 5-35% меньше, чем в первом, и редко превышает 500 МДж, или 50%. Энергетическая же отдача труда при эксплуатации нефтяных и в особенности газовых месторождений, почти не требующих затрат на гигиенические нужды, значительно выше.

В четвертом приближении при расчете энергетического баланса должны быть учтены затраты на сопутствующие производству процессы охраны среды: очистку воды и воздуха, рекультивацию земель, а также закладку выработанного пространства. Хотя стоимость очистки шахтных и промысловых вод составляет самую крупную статью расходов на природоохранные мероприятия, текущие затраты на нее обычно сравнительно малы и измеряются долями мегаджоулей, поскольку используются преимущественно пассивные методы осаждения взвесей и нейтрализации. Однако в связи с углублением угольных шахт и скважин возрастают объемы сильно минерализованных стоков, которые нуждаются в обессоливании. Себестоимость опреснения выше на порядок (0,5 ^руб/_м³ и более) из-за больших затрат энергии. В отдельных случаях относительная величина энергетических затрат на очистку шахтных вод достигает 1-2%. Затраты на очистку вод на нефтепромыслах измеряются десятыми долями процента.

При рекультивации земель, имеющей широкие масштабы в угольной промышленности, энергии используется в несколько раз меньше, чем при очистке стоков, и лишь операция по вывозке пород с терриконов столь же энергоемка, как и очистка сильно загрязненных вод. Закладку выработанного пространства часто объединяют с рекультивацией, в противном случае она иногда может быть заметной статьей расходов, достигая 3-4%. Очистка воздуха на выходе из вентиляционных стволов в общем энергетическом балансе не играет заметной роли (сотые доли процента).

Расширяя еще более рамки энергетического анализа, следует, наконец, принять во внимание затраты на ремонт машин, аппаратов и оборудования, а также на ремонт рабочих помещений, коммуникаций и т. д. Величину этих затрат в энергетическом выражении установить довольно трудно, но по аналогии с денежными затратами ее можно оценить (суммарно) 2-3%. Итоговый показатель эффективности разработки угольных месторождений с учетом всех непосредственных затрат составляет обычно 20-30%, уровень энергетической эффективности добычи газа достигает 70-80%. Нефтяные промыслы занимают промежуточное положение.

Выше рассматривались прямые энергетические расходы на добычу топлива. Но не менее важны и косвенные затраты, т. е. та энергия, которая была вложена в производство горных машин, аппаратов, оборудования, в изготовление используемых при добыче материалов (взрывчатых веществ, масел, проводов, цемента и т. п.).

Принципы изучения косвенных затрат были разработаны сотрудниками Института энергетического анализа в Ок-Ридже (США). Их метод расчета основан на данных по энергоемкости изготовления основных типов промышленных изделий, отнесенной к тонне массы.

Удельная энергоемкость изготовления горного оборудования равна примерно 100 ^ГДж/_т, на изготовление горных машин тратится около 150 ^ГДж/_т. Если производительность современных угольных комбайнов составляет обычно 2-5 ^т/_мин, а срок их службы измеряется годами, то можно представить себе, насколько несопоставимы по величине прямые и косвенные затраты энергии на добычу твердого топлива. Контрасты между прямыми и косвенными затратами в нефтяной и газовой промышленности еще больше.

Поэтому для оценки эффективности расходов энергии на создание горной техники и материалов, применяемых в добывающей промышленности, нужен особый коэффициент эффективности, который рассчитывается как отношение конечного энергетического выигрыша к овеществленным расходам энергии. Ориентировочные подсчеты показывают, что на угольных шахтах он равен ЫО3, иначе говоря, каждый джоуль, затраченный в металлургии и машиностроении, приносит отдачу в угольной промышленности в виде 1 тыс. джоулей. Открытая добыча угля эффективнее. В нефтяной промышленности этот коэффициент примерно в 10 раз больше, чем в угольной, что объясняется меньшими удельными затратами техники и оборудования. Добыча газа еще более выгодна с точки зрения косвенных расходов.

Количество технических и материальных средств, используемых на нефтяных и газовых промыслах в целях управления процессом добычи и обеспечения нормальных условий труда, в сравнении с основными производственными средствами настолько мало, что оно практически не отражается на величине коэффициента эффективности. На предприятиях же угольной промышленности, где требуется создание целой системы регулирования среды в горных выработках, коэффициенты эффективности, рассчитанные с учетом и без учета дополнительных затрат, различаются в 1,3-1,5, а иногда даже в 2 раза.

При дальнейшем уточнении размеров овеществленных затрат энергии (главным образом в металлургии и машиностроении) надлежит принять во внимание расходы на производство техники и материалов, предназначенных для охраны окружающей среды. На угольных шахтах и разрезах, располагающих сложными очистными устройствами и мощной техникой для рекультивации нарушенных земель, коэффициент эффективности резко снижается и редко превышает 600. На эксплуатируемых нефтяных и газовых месторождениях разность между коэффициентами, вычисленными с учетом и без учета расходов на средоза-щитное оборудование, несущественна.

Выше речь шла об операциях, связанных с извлечением ресурсов из недр. Следующая технологическая стадия на пути к потребителю - первичная обработка для придания топливу товарных качеств. На нефтяных и газовых промыслах это самая энергоемкая после механизированной добычи операция, которая включает сбор углеводородов, их сепарацию, обезвоживание, обессоливание и стабилизацию. Перечисленные процессы осуществляются при значительных затратах энергии, достигающих 40-70 МДж и более. На шахтах и разрезах первичная обработка угля сводится к обогащению при расходах до 100 МДж. Энергобаланс предприятий соответственно снижается на величину, равную затратам на подготовку топлива. В связи с крупными расходами на создание установок по первичной обработке топлива коэффициент эффективности всех работ на горнодобывающих предприятиях не превышает 200 для угольных шахт и разрезов, 7000 - для нефтяных и 9000 - для газовых npq-мыслов.

Расширяя далее рамки анализа, следует в показателе эффективности учесть последствия отчуждения земель, нарушения природной среды и ухудшения здоровья людей. Выразить это можно путем исчисления затрат на искусственное восполнение потерь. Энергетическая цена указанных ущербов имеет существенное значение только для баланса угледобывающих предприятий, отрицательное влияние которых измеряется мегаджоулями или десятыми долями процента.

Двигаясь далее по технологической цепочке, связывающей месторождения топлива с местами его сжигания, можно последовательно изучить затраты и потери энергии. В итоге мы получим полную картину движения энергии в сферах производства и потребления, установив с известной степенью точности эффективность труда в энергетике. По ориентировочным подсчетам, показатель эффективности использования угля при учете затрат и потерь в ходе транспортировки, хранения и сжигания на ТЭС в среднем не превышает 10%, т. е. из 1 тыс. МДж угольного пласта в виде конечного энергетического результата труда до человека доходят лишь 100 МДж. Показатель эффективности использования нефти и газа в несколько раз выше.

Энергетическую оценку, как отмечалось выше, целесообразно распространить на все отрасли горнодобывающей промышленности. Для этого требуется предварительно найти энергетический эквивалент соответствующего вида минерального сырья. Он рассчитывается как величина, пропорциональная удельным затратам данного вещества (включая расходы на добычу и транспортировку) на выработку определенного количества свободной энергии. Зная энергетическую "цену" негорючего минерального сырья, можно установить показатели и коэффициенты эффективности его использования, приняв предварительно за исходную точку единицу запасов полезного ископаемого, эквивалентную 1 тыс. МДж извлеченного из недр топлива. Логика дальнейшего исследования остается без изменений.

Методология интегральной оценки, намеченная выше, позволяет с единых позиций рассматривать очень широкий круг явлений, сопряженных с эксплуатацией месторождений различных полезных ископаемых, и устанавливать соотношения затрат и результатов труда в интересах рационализации хозяйственной деятельности. Энергетическая оценка - лишь один из путей синтетического изучения производства. Другой путь - этическая оценка.

Этическая оценка. Прежде всего может возникнуть вопрос: почему, собственно, речь зашла об этике и какие этические проблемы выдвигает добыча минерального сырья? Не давая здесь развернутого ответа на него, заметим, что специализация на разработке месторождений влечет за собой формирование групп людей - горняков, которые в силу тяжести и опасности своего труда выделяются в обществе, а значит, вступают с остальной его частью в особые отношения, где прямо затрагиваются их интересы.

Труд горнорабочих служит предметом исследования в гигиенической науке. Однако данные медицинской статистики важны не только с позиций борьбы с профессиональными болезнями, производственным травматизмом и смертностью, но и с точки зрения учета затрат ценнейшего из материалов - самого человека. Сопоставление этих затрат с результатом- жизнью людей в условиях, предоставляемых цивилизацией, которая базируется на добыче колоссальных масс минерального сырья и топлива,- переводит проблему в плоскость морали.

Смысл этической оценки - в появлении возможностей воздействия на общественное мнение. Рассмотрим один из подходов к этической оценке добычи полезных ископаемых на примере угольной промышленности.

Современное существование человека в промышленно развитых странах поддерживается извлечением 1,0-2,5 млн т угля в расчете на миллион жителей. Средняя производительность труда одного работающего в забое составляет 600-900 ^т/_год. Для жизнеобеспечения 1 млн человек в шахтах и разрезах должны трудиться от 1,5 до 2,5 тыс. горняков.

Использовав данные зарубежной статистики, можно установить, что поддержание жизни 1 млн человек в течение года добычей угля достигается ценой гибели 1-2 человек, заболевания 1-3 человек тяжелыми профессиональными недугами и травматизма около 100 человек. Соотнесение этих цифр с аналогичными показателями в других отраслях хозяйства показывает, что, как правило, они на порядок выше. Эту социальную несправедливость не компенсирует повышенная заработная плата.

Судя по материалам специальных обследований и страхования, работа на шахте укорачивает жизнь человека на несколько десятков дней. Но если считать собственностью людей только их свободное время, то этот срок следует уменьшить (продолжительность рабочей недели у горняков меньше обычной).

Быстрый рост капиталовложений в управление природными ресурсами и тенденции к повышению расходов на строительство одного технического объекта ставят задачу скорейшего создания комплекса оценочных методик. В перспективе он должен включать и методику эстетической оценки, пока остающуюся в зародышевом состоянии.

То, что нестоимостные подходы в значительной мере объективны по своему содержанию, и то, что они приспособлены к характеристике реально существующих геосистем, которые могут быть однозначно выделены, придает им достаточно высокую информативность, а главное - конструктивность.