Факторы стабильности в производстве стройматериалов
В основных направлениях социально-экономического развития Республики Беларусь на 1996-2000 годы указывается: "На строительный комплекс возлагается одна из важнейших функций - обеспечить технологическую реконструкцию и перевооружение народного хозяйства, модернизировать или создать заново основные фонды, отвечающие требованиям социально ориентированной рыночной экономики..."
В качестве критерия эффективности капвложений в развитие производства, в том числе и стройматериалов, в советский период служил минимум затрат, включающий капвложения и себестоимость продукции, получивший название "сравнительная эффективность капвложений". Важную роль при этом играл нормативный коэффициент эффективности капвложений (обратная величина срока окупаемости). Его величина колебалась в зависимости от ряда факторов и устанавливалась дифференцированно по отраслям.
В условиях широкого применения фиксированных цен и жесткого централизованного планирования этот метод имел широкое применение. Рыночная экономика со свободными ценами имеет адекватные ей методы оценки эффективности капвложений. Среди них немалой популярностью пользуется бизнес-план. Однако, как показывает опыт, в неустоявшейся рыночной экономике этот метод не всегда верен, то есть его выводы бывают слишком оптимистичными, что подталкивает к грани банкротства. В недалеком прошлом это происходило из-за стремительных взлетов цен, а также недооценки многообразия факторов, прямо или косвенно влияющих на спрос и предложение товарного рынка.
Введение в бизнес-планы нормативов, регулирующих (ограничивающих) завоз импортного сырья и материалов для производства энергоемких и материалоемких видов продукции, облегчило бы проблемы как государственных, так и частных инвесторов в вопросах снижения риска оказаться убыточными. Одновременно это дало бы возможность создать предпосылки для более широкого внедрения наукоемкой продукции, позволяющей более полное использование отходов производства. В частности, известен теплоизоляционный материал оргалит. Его плотность и теплопроводность могут составлять соответственно 150 кг/м 3 и 0,055 Вт/м°С. Производство несложное. Исходным сырьем является измельченная и химически обработанная древесина. В строительстве применяется в виде волокнистых плит. Поскольку сырьевая база местная, капвложения в улучшение технологии производства этого материала, а также в повышение его потребительских свойств рано или поздно окупятся.
Возьмем для сравнения полистиролбетон, также теплоизоляционный материал. Полистирол - сырье импортное. Цемент - энергоемкий материал. Риск в колебании цен (рост) присутствует постоянно. Чтобы обезопасить вновь создаваемое производство от разорения, должны быть предусмотрены следующие условия: наличие хотя бы 3-4 поставщиков сырья, срок окупаемости капвложений не должен превышать четыре года, затраты на совершенствование технологии производства и повышение качества продукции должны быть минимальными, поскольку подорожание сырья может сделать эту продукцию неконкурентоспособной в данном регионе.
Следует отметить, что использование вторсырья для производства стройматериалов уже давно стало обычной практикой в экономически развитых странах. Для производства стеновых кладочных материалов используется даже сырье, получаемое из отстоя бытовых и промышленных сточных вод.
В Беларуси долгое время решался вопрос об использовании фосфогипса, в то время как в странах Запада эти отходы давно применяются для изготовления облицовочных плиток, сухой штукатурки, гипсового вяжущего, серной кислоты и извести.
По оценкам, сделанным еще в советский период, номенклатура вторсырья в Беларуси насчитывает сотни наименований твердых, жидких и газообразных отходов. Ряд из них исчисляется в миллионах тонн (С. С. Жаврид и др.).
Целесообразно рассмотреть проблемы, которые препятствовали широкому использованию отходов производства ранее. В официальных документах того времени отмечалось: недостатки в организации заготовки и использования вторичного сырья являются результатом рассредоточения этой работы по различным организациям и соответственно недостаточной координацией проводимых поисков; малой заинтересованностью предприятий и организаций в сборе, переработке и использовании сырья и отходов; кроме того, очистка и подготовка к использованию вторсырья требовали дополнительных капвложений.
Естественно, что в условиях, когда существовало централизованное планирование, предприятия получали необходимое сырье в нужном количестве, поэтому отвлекать силы и время для проведения каких-либо крупномасштабных экспериментов не было возможности.
На лекциях и с высоких трибун нередко можно слышать, что наиболее реальным способом противостоять жестким условиям конкуренции как среди местных, так и зарубежных товаропроизводителей является повышение качества продукции.
В недавнем прошлом продукция стройматериалов в Беларуси пользовались особым спросом. Очереди автомашин за получением кирпича, ячеистых силикатобетонных блоков и других материалов выстраивались с раннего утра. Однако когда рынок республики стал заполняться импортной продукцией, многим нашим производителям стройматериалов пришлось крепко задуматься, где сбыть свой товар.
В таких случаях во многих странах прибегают к защите отечественных товаропроизводителей. С этой целью применяют ряд мер, имеющих ярко выраженный оттенок протекционизма. На какой-то период эти меры дают положительные результаты, а затем возникает волна негативных последствий, приводящих рано или поздно к прекращению деятельности отдельных предприятий. Это происходит, когда спрос на продукцию отечественного производства на внутреннем рынке исчерпывается, а на внешнем она неконкурентоспособна. Главная причина состоит в том, что понятие "качество" растворяется в противоречиях между ценами и потребительскими свойствами товаров. Результат - потеря ориентации в дальнейшем развитии производства и его затухание.
В условиях рыночной экономики проблемы снабжения сырьем и топливом замыкаются на рентабельности производства. Как отмечалось выше, отсутствие местных ресурсов делает производство более рискованным. За примерами далеко ходить не надо. Хорошо известен энергетический кризис в 70-е годы, потрясший многие страны Запада. Однако ограничений в производстве не произошло. Уже в 80-е годы многие энергоемкие стройматериалы мы видели у себя на рынке. Это стало возможным благодаря активным действиям по сокращению удельного расхода топливно-энергетических ресурсов. Согласно опубликованным данным, в странах Запада уже к 1985 году потребление жидкого топлива на единицу продукции сократилось на 20-30%.
В СССР также существовали программы снижения расхода энергоресурсов. С 1960 по 1980 год за счет энергосбережения было сэкономлено около 500 млн т у.т. В основных направлениях экономического и социального развития на 1996-1990 годы и на период до 2000 года записано: "Снизить энергоемкость национального дохода не менее чем в 1,4 раза".
В работе по энергосбережению можно было выделить два основных этапа. Сначала осуществлялась реализация идей и планов, не требующих больших затрат или значительной перестройки экономики. На втором этапе предусматривались освоение новых энергосберегающих технологий, замена энергоемких материалов, создание новых энергоэкономичных машин и механизмов, изменение структуры экономики.
Еще в 70-х годах ответственные сотрудники промышленности стройматериалов, бывая за рубежом, подметили, что наша промышленность потребляет энергоресурсов на единицу продукции гораздо больше. Об этом говорилось на конференциях, на лекциях, в частных беседах, но дальше дело не пошло.
В публикациях по этому вопросу можно встретить разные мнения на этот счет, но их объединяет одна общая причина - низкие цены на энергоресурсы. Другими словами, пользуясь вышеприведенной методикой эффективности капвложений в новую технику по минимуму затрат, гораздо эффективнее было сжигать дополнительное топливо, чем вкладывать средства в его экономию. Существует также информация, что в некоторых странах Запада, в том числе и в Германии, по этой причине на государственном уровне решался вопрос об искусственном повышении цен на топливно-энергетические ресурсы.
В конце семидесятых годов в Беларуси в основном сформировалось ядро производственных мощностей строительных материалов. Среди них наибольший удельный вес занимал строительный кирпич. Для оценки эффективности использования энергоресурсов в этот период (1978 год) в Беларуси по сравнению с другими государствами ближнего зарубежья воспользуемся данными, приведенными в таблице.
Показатели за 1997-1998 годы (I квартал) в данной статье не анализируются, поскольку этот период достаточно полно освещен специалистами Минстройархитектуры. Однако необходимо отметить, что за период 1978-1997 годов заметного сокращения удельного расхода топливно-энергетических ресурсов не произошло. Более того, вопреки ожиданиям, на некоторых предприятиях имеется их рост. Например, на ОАО "Керамика" (г. Витебск) расход топлива за этот период на 1 тыс. шт. условного кирпича увеличился на 15% (34 кг у.т.).
Из приведенной таблицы следует, что удельный расход топливно-энергетических ресурсов на производство керамического кирпича в Беларуси был выше, чем во многих государствах ближнего зарубежья. Например, по сравнению с Россией по котельно-печному топливу на 10,8%, по электроэнергии на 22,4%. То же самое можно сказать об Украине (соответственно на 15,2% и 38,2%).
С силикатным кирпичом положение обстояло значительно лучше. Только в Эстонии расход теплоэнергии и электроэнергии был меньше (соответственно на 1 тыс. шт. у. к. на 42,5 и 61,5%).
При знакомстве с составляющими расходов топлива и электроэнергии на производство керамического кирпича в России выяснилось, что на предприятиях, где осуществлялась естественная сушка кирпича-сырца, потребление энергоресурсов оказалось заметно меньше, а в некоторых случаях составило менее половины среднего показателя в бывшем СССР.
Например, расход котельно-печного топлива при сушке кирпича-сырца в сушильных сараях в 1976 году находился в пределах 101-245 кг у.т. (средний 188), а расход электроэнергии 30-49 кВт•ч (средний) на 1 тыс. шт. у.к. При этом качество здесь было выше, чем в среднем по России, на 21%, на 23,4% - чем в бывшем СССР, и на 23,6% - чем в Беларуси.
Это следует рассматривать как достижение, поскольку процесс сушки кирпича-сырца из глины является весьма сложным и ответственным звеном в технологии производства керамического кирпича.
Кирпич-сырец из глинистых масс, полученный пластическим формованием, содержит, как правило, до 20-25% влаги, поэтому процесс сушки лимитируется относительно невысокой влагопроводностью пластичных глин и их большими объемными изменениями.
Известно, что равномерная влагоотдача и усадка в поверхностных и глубинных слоях массы могут быть обеспечены лишь при условии, если по капиллярам поступает столько влаги, сколько ее испаряется с поверхности.
По этой причине при сушке крупных изделий процесс разделяется как бы на три этапа. Сначала осуществляется прогрев изделия во влажной среде с малой отдачей влаги. Далее - с регулированием температуры и влажности среды для испарения влаги со скоростью, соответствующей скорости передачи ее к поверхности. И наконец, ускоренная сушка при повышенной температуре и низкой влажности воздуха (после прекращения усадки).
Следует также учитывать, что содержание остаточной влаги в полуфабрикате может значительно изменяться в зависимости от различных факторов, но при этом требуется выполнить следующие условия: прочность полуфабриката должна быть такой, чтобы можно было рационально размещать ("сажать") его в обжиговую печь; должно произойти завершение объемных изменений материала, связанных с удалением влаги; необходимо предотвратить дефекты (трещины, разрывы, вздутия и т.п.), которые могут быть вызваны испарениями излишней влаги или разложением органических соединений в теле обжигаемого изделия.
В связи с этим целесообразно соблюдать содержание влаги в полуфабрикате не более 1-3%. Среди потенциальных энергоисточников следует выделить утильную теплоэнергию. В Беларуси имеется немало предприятий, где она в избытке, никем не используется и создает трудности для работающих и окружающей среды. Тем не менее ее можно использовать с помощью теплообменников для разогрева и сушки сырья, полуфабрикатов, обогрева соседних производственных и складских помещений.
При обеспечении использования теплоэнергии горячих цехов различных производств для сушки кирпича-сырца может быть сэкономлено до 100 и более килограммов условного топлива на 1 тыс. шт. кирпича.
В связи с этим необходимо отметить, что если для экономии котельно-печного топлива не существует ограничений, то в отношении электроэнергии этого нельзя сказать. В статотчетности имеется показатель "электровооруженность труда", измеряемый отношением потребленного количества электроэнергии к числу рабочих или количеству человеко-дней (человеко-часов), отработанных ими. Увеличение потребления электроэнергии в этом случае можно расценивать как повышение уровня механизации труда. Другими словами, чем выше электровооруженность труда, тем больше должна быть выработка продукции на одного рабочего. Разумеется, электроэнергия может быть израсходована и на использование вторичной теплоэнергии.
Однако судьба экономии топливно-энергетических ресурсов решается не только в производственных цехах. В немалой степени уровень энергоемкости в строительстве зависит от проектировщиков зданий и сооружений.
Рассмотрим это на следующем примере. Наружная стена из штучных материалов с теплосопротивлением 2м 2°С/Вт выполняется в нескольких вариантах. Вариант 1: кирпич керамический эффективный + термошуба из пенополистирола (38 см + 5 см); вариант 2: камни бетонные пустотелые плотностью 1650 кг/м 3 + термошуба из пенополистирола (40 см + 8 см).
По варианту 1 предполагается, что перевозка глины для производства кирпича не превышает 5 км. При этом суммарный расход условного топлива на производство 1 тыс. шт. кирпича составляет 300 кг, а электроэнергии - 160 кВт•ч/тыс. шт. у.к. Исходя из того, что на производство 1 кВт•ч расходуется 0,33 кг у.т., потребление топливно-энергетических ресурсов в переводе на условное топливо составит 353 кг у.т. (300+160х0,33).
На 1 м 2 стены толщиной 38 см расходуется 163 шт. у.к., содержащих в себе потребленное топливо в количестве 58 кг у.т. (353х0,163). Поскольку расход пенополистирола в обоих вариантах сравнительно невелик, то потребленная им теплоэнергия не принимается в расчет.
По варианту 2 на производство бетонных пустотелых камней с объемом 0,4 м 3 (на 1 м 2 стены) расходуется 200 кг портландцемента (500 кгх0,4). Исходя из потребленного топлива 220 кг у.т., электроэнергии 85 кВт•ч и 0,0246 Гкал теплоэнергии на производство 1 т портландцемента, путем перевода электроэнергии и теплоэнергии в условное топливо получаем на 1 м2 стены 50 кг у.т. ((220+85х х0,33+0,0246х160)х0,2).
Для изготовления камней потребуется еще 6 кВт€ч/м 3 электроэнергии и 0,1 Мкал теплоэнергии, что составит в переводе на условное топливо - 2 кг у.т., или на 1 м 2 стены - 1 кг у.т.
Таким образом, общий расход топлива на получение бетонных пустотелых камней составляет 51 кг у.т.
В итоге получаем, что второй вариант с точки зрения экономии топлива более предпочтителен (экономия 14%).
Но это не означает, что в других условиях не может быть наоборот.
Из приведенного следует, что учет указанных факторов при проектировании и строительстве поможет сэкономить топливно-энергетические ресурсы не в меньшей степени, чем при осуществлении ряда мероприятий в производственных условиях, связанных с определенными капвложениями.
В 1994-1996 годах промышленность стройматериалов Беларуси переживала не лучшие времена. Особенно много проблем было у предприятий, работающих на природном сырье вдали от промышленно развитых районов. Проблема сбыта произведенной продукции в сочетании с высоким потреблением энергоресурсов делали невозможным продолжение производства.
Попытки организовать выпуск товаров народного потребления не решали проблемы, поскольку рынок республики не имеет в них большого недостатка. В то же время из поля зрения выпадает такая важная для республики продукция, как электроэнергия и теплоэнергия.
Задача обеспечения энергоересурсами без традиционного топлива уже довольно успешно решается в ряде стран Запада.
История использования нетрадиционных видов энергии (вода, ветер, солнце) относится к глубокой древности. Заинтересованность в снижении выбросов в атмосферу, а также постоянная возобновляемость указанных источников делает проекты их широкого применения все более привлекательными.
Энергия воды даже небольших рек способна стабильно обеспечивать электроэнергией предприятия и работающих на них людей. Для ее использования могут быть применены гидротурбины с горизонтальным расположением вала. Их называют еще капсульными агрегатами, так как генератор расположен в металлическом кожухе в напорной части. По сравнению с другими водными энергетическими установками они имеют ряд преимуществ: относительно невысокую стоимость единицы мощности за счет уменьшения затрат на строительные работы и оборудование на 20-40% по сравнению с затратами на установки с вертикальными турбинами при тех же параметрах; более высокую пропускную способность (на 20-25% выше) и соответственно большую мощность.
Следует отметить, что эти преимущества были реализованы в Великобритании путем создания гидроустановки, которая позволяет "снимать" энергию воды там, где обычные гидротубрины оказывались непригодными.
Использование энергии ветра для Беларуси не является новостью. Характерной чертой городских и сельских пейзажей когда-то были ветряки. В наше время энергия ветра - это еще и улучшение экологической обстановки по сравнению с углем, газом, атомными станциями.
В ряде стран Европы ветроэнергетические установки (ВЭУ) постоянно модернизировались и в настоящее время приобрели форму легких воздушных конструкций, осуществляющих производство электроэнергии. По достоинству их оценили и на других континентах. Обоснование и проектирование ВЭУ осуществляется, как правило, в двух направлениях. Сначала проводится обширное метеорологическое исследование, а затем выполняются проекты ветряных установок, привязанных к конкретным условиям местности с учетом рельефа. При этом скорость ветра должна быть не менее 5 м в секунду. Для получения информации используются статистические данные за длительный период времени. В расчет принимаются как сильные и слабые ветры, так и безветренная погода.
В тех районах, где производство ветряной электроэнергии рентабельно, создаются парки ВЭУ, способные стать электростанцией с ЛЭП высокого напряжения.
В США широкое применение ВЭУ нашли в сельском хозяйстве. Соответственно централизация работ по созданию ВЭУ там осуществляется путем сотрудничества с Министерством сельского хозяйства.
Прогнозы о бесперспективности использования солнечной энергии на уровне государственной программы в Беларуси опровергли ученые ИПЭНАНБ (г. Минск). По их данным, за предшествующие 20 лет средняя продолжительность солнечного сияния на широте Минска составила в среднем 1815 часов в год. Получена экономия топлива на 1 м 2 площади гелиоколлектора за сезон (с апреля по сентябрь 1997 года) в размере 150 кг у.т. При этом отмечалось, что гелиосистема работала не в самое благоприятное по уровням солнечной радиации время (только четверть возможного сезона). Другими словами, уровень экологии топлива может быть более значительным.
Использование неподвижных лучеприемников, установленных наклонно к горизонту, более эффективно в местности с гористым (холмистым) рельефом, где можно использовать природные склоны, ориентированные на юг, юго-восток или юго-запад. Гелиоустановки нашли применение для сушки фруктов, опреснения воды и т.п. Надо полагать, что в производстве стройматериалов они смогут также эффективно эксплуатироваться. Известно, что для получения температуры более 70° С могут быть использованы зеркала, с помощью которых осуществляется концентрация прямой солнечной радиации.
Тем не менее не лишним будет задать вопрос: можно ли считать нетрадиционные источники энергии стабильными? Солнце нередко закрывают тучи. Ветер тоже не постоянен. В жаркое лето речка может обмелеть, в результате чего прекратится работа водяной турбины.
Ответ на этот вопрос может быть таким: целесообразно применять одновременно несколько видов нетрадиционных источников энергии. Рассмотрим это на следующем примере. Завод стройматериалов расположен в загородной зоне вблизи сырьевых запасов. При нем имеется поселок. Здания предприятия и жилье приспосабливаются для использования солнечной энергии. Наряду с гелиосистемой создается парк ВЭУ.
Установка горизонтальных капсульных гидроагрегатов в местной речке позволяет применять энергию воды.
Для более эффективного использования мощностей ВЭУ гидротурбины и гелиосистемы в разное время года и часы суток они объединены в энергетическую систему.
С технико-экономической точки зрения наиболее целесообразно покрывать пиковую нагрузку за счет аккумулирования энергии. В качестве аккумулятора принята гидроаккумулирующая электростанция, включающая два бассейна, верхний и нижний, расположенные друг от друга на расстоянии, с разностью отметок на свободных поверхностях, равной статическому напору. Это бассейны с установленным на них двухмашинным агрегатом, состоящим из обратимой гидравлической машины, работающей повременно в насосном или турбинном режимах, и синхронной электрической машины, способной работать генератором и двигателем. Чтобы не было работы энергоустановок вхолостую, ВЭУ и гидротурбины часть излишней энергии подают на двигатель-генератор для приведения в действие турбины в режиме насоса.
Перекачка воды из нижнего в верхний бьеф увеличивает энергетический потенциал станции. В период снятия пиковой нагрузки вода из верхнего бассейна поступает в гидравлическую турбину, которая приводит в действие генератор-двигатель электрического тока, подключенный к сети.
Как известно, гелиосистема обладает аккумулятором тепла (вода или другие вещества).
При холостом ходе электроустановок электроэнергия может быть использована для аккумулирования в виде тепловой энергии. Не исключается вариант реализации излишков электроэнергии на сторону.
Автономная система энергоснабжения с умеренными затратами на ее создание и функционирование повышает устойчивость работы предприятий при неблагоприятных ситуациях в экономике районов, а также в жестких условиях конкуренции.
Схема энергоснабжения промышленных и гражданских объектов с использованием нетрадиционных источников энергии приведена ниже.
В качестве резервного (аварийного) бисточника служит дизельная электростанция для обеспечения первоочередных нужд. Для нее создается неснижаемый резервный запас дизтоплива.
Николай МЕЛЬНИКОВ
В качестве критерия эффективности капвложений в развитие производства, в том числе и стройматериалов, в советский период служил минимум затрат, включающий капвложения и себестоимость продукции, получивший название "сравнительная эффективность капвложений". Важную роль при этом играл нормативный коэффициент эффективности капвложений (обратная величина срока окупаемости). Его величина колебалась в зависимости от ряда факторов и устанавливалась дифференцированно по отраслям.
В условиях широкого применения фиксированных цен и жесткого централизованного планирования этот метод имел широкое применение. Рыночная экономика со свободными ценами имеет адекватные ей методы оценки эффективности капвложений. Среди них немалой популярностью пользуется бизнес-план. Однако, как показывает опыт, в неустоявшейся рыночной экономике этот метод не всегда верен, то есть его выводы бывают слишком оптимистичными, что подталкивает к грани банкротства. В недалеком прошлом это происходило из-за стремительных взлетов цен, а также недооценки многообразия факторов, прямо или косвенно влияющих на спрос и предложение товарного рынка.
Введение в бизнес-планы нормативов, регулирующих (ограничивающих) завоз импортного сырья и материалов для производства энергоемких и материалоемких видов продукции, облегчило бы проблемы как государственных, так и частных инвесторов в вопросах снижения риска оказаться убыточными. Одновременно это дало бы возможность создать предпосылки для более широкого внедрения наукоемкой продукции, позволяющей более полное использование отходов производства. В частности, известен теплоизоляционный материал оргалит. Его плотность и теплопроводность могут составлять соответственно 150 кг/м 3 и 0,055 Вт/м°С. Производство несложное. Исходным сырьем является измельченная и химически обработанная древесина. В строительстве применяется в виде волокнистых плит. Поскольку сырьевая база местная, капвложения в улучшение технологии производства этого материала, а также в повышение его потребительских свойств рано или поздно окупятся.
Возьмем для сравнения полистиролбетон, также теплоизоляционный материал. Полистирол - сырье импортное. Цемент - энергоемкий материал. Риск в колебании цен (рост) присутствует постоянно. Чтобы обезопасить вновь создаваемое производство от разорения, должны быть предусмотрены следующие условия: наличие хотя бы 3-4 поставщиков сырья, срок окупаемости капвложений не должен превышать четыре года, затраты на совершенствование технологии производства и повышение качества продукции должны быть минимальными, поскольку подорожание сырья может сделать эту продукцию неконкурентоспособной в данном регионе.
Следует отметить, что использование вторсырья для производства стройматериалов уже давно стало обычной практикой в экономически развитых странах. Для производства стеновых кладочных материалов используется даже сырье, получаемое из отстоя бытовых и промышленных сточных вод.
В Беларуси долгое время решался вопрос об использовании фосфогипса, в то время как в странах Запада эти отходы давно применяются для изготовления облицовочных плиток, сухой штукатурки, гипсового вяжущего, серной кислоты и извести.
По оценкам, сделанным еще в советский период, номенклатура вторсырья в Беларуси насчитывает сотни наименований твердых, жидких и газообразных отходов. Ряд из них исчисляется в миллионах тонн (С. С. Жаврид и др.).
Целесообразно рассмотреть проблемы, которые препятствовали широкому использованию отходов производства ранее. В официальных документах того времени отмечалось: недостатки в организации заготовки и использования вторичного сырья являются результатом рассредоточения этой работы по различным организациям и соответственно недостаточной координацией проводимых поисков; малой заинтересованностью предприятий и организаций в сборе, переработке и использовании сырья и отходов; кроме того, очистка и подготовка к использованию вторсырья требовали дополнительных капвложений.
Естественно, что в условиях, когда существовало централизованное планирование, предприятия получали необходимое сырье в нужном количестве, поэтому отвлекать силы и время для проведения каких-либо крупномасштабных экспериментов не было возможности.
На лекциях и с высоких трибун нередко можно слышать, что наиболее реальным способом противостоять жестким условиям конкуренции как среди местных, так и зарубежных товаропроизводителей является повышение качества продукции.
В недавнем прошлом продукция стройматериалов в Беларуси пользовались особым спросом. Очереди автомашин за получением кирпича, ячеистых силикатобетонных блоков и других материалов выстраивались с раннего утра. Однако когда рынок республики стал заполняться импортной продукцией, многим нашим производителям стройматериалов пришлось крепко задуматься, где сбыть свой товар.
В таких случаях во многих странах прибегают к защите отечественных товаропроизводителей. С этой целью применяют ряд мер, имеющих ярко выраженный оттенок протекционизма. На какой-то период эти меры дают положительные результаты, а затем возникает волна негативных последствий, приводящих рано или поздно к прекращению деятельности отдельных предприятий. Это происходит, когда спрос на продукцию отечественного производства на внутреннем рынке исчерпывается, а на внешнем она неконкурентоспособна. Главная причина состоит в том, что понятие "качество" растворяется в противоречиях между ценами и потребительскими свойствами товаров. Результат - потеря ориентации в дальнейшем развитии производства и его затухание.
В условиях рыночной экономики проблемы снабжения сырьем и топливом замыкаются на рентабельности производства. Как отмечалось выше, отсутствие местных ресурсов делает производство более рискованным. За примерами далеко ходить не надо. Хорошо известен энергетический кризис в 70-е годы, потрясший многие страны Запада. Однако ограничений в производстве не произошло. Уже в 80-е годы многие энергоемкие стройматериалы мы видели у себя на рынке. Это стало возможным благодаря активным действиям по сокращению удельного расхода топливно-энергетических ресурсов. Согласно опубликованным данным, в странах Запада уже к 1985 году потребление жидкого топлива на единицу продукции сократилось на 20-30%.
В СССР также существовали программы снижения расхода энергоресурсов. С 1960 по 1980 год за счет энергосбережения было сэкономлено около 500 млн т у.т. В основных направлениях экономического и социального развития на 1996-1990 годы и на период до 2000 года записано: "Снизить энергоемкость национального дохода не менее чем в 1,4 раза".
В работе по энергосбережению можно было выделить два основных этапа. Сначала осуществлялась реализация идей и планов, не требующих больших затрат или значительной перестройки экономики. На втором этапе предусматривались освоение новых энергосберегающих технологий, замена энергоемких материалов, создание новых энергоэкономичных машин и механизмов, изменение структуры экономики.
Еще в 70-х годах ответственные сотрудники промышленности стройматериалов, бывая за рубежом, подметили, что наша промышленность потребляет энергоресурсов на единицу продукции гораздо больше. Об этом говорилось на конференциях, на лекциях, в частных беседах, но дальше дело не пошло.
В публикациях по этому вопросу можно встретить разные мнения на этот счет, но их объединяет одна общая причина - низкие цены на энергоресурсы. Другими словами, пользуясь вышеприведенной методикой эффективности капвложений в новую технику по минимуму затрат, гораздо эффективнее было сжигать дополнительное топливо, чем вкладывать средства в его экономию. Существует также информация, что в некоторых странах Запада, в том числе и в Германии, по этой причине на государственном уровне решался вопрос об искусственном повышении цен на топливно-энергетические ресурсы.
В конце семидесятых годов в Беларуси в основном сформировалось ядро производственных мощностей строительных материалов. Среди них наибольший удельный вес занимал строительный кирпич. Для оценки эффективности использования энергоресурсов в этот период (1978 год) в Беларуси по сравнению с другими государствами ближнего зарубежья воспользуемся данными, приведенными в таблице.
Показатели за 1997-1998 годы (I квартал) в данной статье не анализируются, поскольку этот период достаточно полно освещен специалистами Минстройархитектуры. Однако необходимо отметить, что за период 1978-1997 годов заметного сокращения удельного расхода топливно-энергетических ресурсов не произошло. Более того, вопреки ожиданиям, на некоторых предприятиях имеется их рост. Например, на ОАО "Керамика" (г. Витебск) расход топлива за этот период на 1 тыс. шт. условного кирпича увеличился на 15% (34 кг у.т.).
Из приведенной таблицы следует, что удельный расход топливно-энергетических ресурсов на производство керамического кирпича в Беларуси был выше, чем во многих государствах ближнего зарубежья. Например, по сравнению с Россией по котельно-печному топливу на 10,8%, по электроэнергии на 22,4%. То же самое можно сказать об Украине (соответственно на 15,2% и 38,2%).
С силикатным кирпичом положение обстояло значительно лучше. Только в Эстонии расход теплоэнергии и электроэнергии был меньше (соответственно на 1 тыс. шт. у. к. на 42,5 и 61,5%).
При знакомстве с составляющими расходов топлива и электроэнергии на производство керамического кирпича в России выяснилось, что на предприятиях, где осуществлялась естественная сушка кирпича-сырца, потребление энергоресурсов оказалось заметно меньше, а в некоторых случаях составило менее половины среднего показателя в бывшем СССР.
Например, расход котельно-печного топлива при сушке кирпича-сырца в сушильных сараях в 1976 году находился в пределах 101-245 кг у.т. (средний 188), а расход электроэнергии 30-49 кВт•ч (средний) на 1 тыс. шт. у.к. При этом качество здесь было выше, чем в среднем по России, на 21%, на 23,4% - чем в бывшем СССР, и на 23,6% - чем в Беларуси.
Это следует рассматривать как достижение, поскольку процесс сушки кирпича-сырца из глины является весьма сложным и ответственным звеном в технологии производства керамического кирпича.
Кирпич-сырец из глинистых масс, полученный пластическим формованием, содержит, как правило, до 20-25% влаги, поэтому процесс сушки лимитируется относительно невысокой влагопроводностью пластичных глин и их большими объемными изменениями.
Известно, что равномерная влагоотдача и усадка в поверхностных и глубинных слоях массы могут быть обеспечены лишь при условии, если по капиллярам поступает столько влаги, сколько ее испаряется с поверхности.
По этой причине при сушке крупных изделий процесс разделяется как бы на три этапа. Сначала осуществляется прогрев изделия во влажной среде с малой отдачей влаги. Далее - с регулированием температуры и влажности среды для испарения влаги со скоростью, соответствующей скорости передачи ее к поверхности. И наконец, ускоренная сушка при повышенной температуре и низкой влажности воздуха (после прекращения усадки).
Следует также учитывать, что содержание остаточной влаги в полуфабрикате может значительно изменяться в зависимости от различных факторов, но при этом требуется выполнить следующие условия: прочность полуфабриката должна быть такой, чтобы можно было рационально размещать ("сажать") его в обжиговую печь; должно произойти завершение объемных изменений материала, связанных с удалением влаги; необходимо предотвратить дефекты (трещины, разрывы, вздутия и т.п.), которые могут быть вызваны испарениями излишней влаги или разложением органических соединений в теле обжигаемого изделия.
В связи с этим целесообразно соблюдать содержание влаги в полуфабрикате не более 1-3%. Среди потенциальных энергоисточников следует выделить утильную теплоэнергию. В Беларуси имеется немало предприятий, где она в избытке, никем не используется и создает трудности для работающих и окружающей среды. Тем не менее ее можно использовать с помощью теплообменников для разогрева и сушки сырья, полуфабрикатов, обогрева соседних производственных и складских помещений.
При обеспечении использования теплоэнергии горячих цехов различных производств для сушки кирпича-сырца может быть сэкономлено до 100 и более килограммов условного топлива на 1 тыс. шт. кирпича.
В связи с этим необходимо отметить, что если для экономии котельно-печного топлива не существует ограничений, то в отношении электроэнергии этого нельзя сказать. В статотчетности имеется показатель "электровооруженность труда", измеряемый отношением потребленного количества электроэнергии к числу рабочих или количеству человеко-дней (человеко-часов), отработанных ими. Увеличение потребления электроэнергии в этом случае можно расценивать как повышение уровня механизации труда. Другими словами, чем выше электровооруженность труда, тем больше должна быть выработка продукции на одного рабочего. Разумеется, электроэнергия может быть израсходована и на использование вторичной теплоэнергии.
Однако судьба экономии топливно-энергетических ресурсов решается не только в производственных цехах. В немалой степени уровень энергоемкости в строительстве зависит от проектировщиков зданий и сооружений.
Рассмотрим это на следующем примере. Наружная стена из штучных материалов с теплосопротивлением 2м 2°С/Вт выполняется в нескольких вариантах. Вариант 1: кирпич керамический эффективный + термошуба из пенополистирола (38 см + 5 см); вариант 2: камни бетонные пустотелые плотностью 1650 кг/м 3 + термошуба из пенополистирола (40 см + 8 см).
По варианту 1 предполагается, что перевозка глины для производства кирпича не превышает 5 км. При этом суммарный расход условного топлива на производство 1 тыс. шт. кирпича составляет 300 кг, а электроэнергии - 160 кВт•ч/тыс. шт. у.к. Исходя из того, что на производство 1 кВт•ч расходуется 0,33 кг у.т., потребление топливно-энергетических ресурсов в переводе на условное топливо составит 353 кг у.т. (300+160х0,33).
На 1 м 2 стены толщиной 38 см расходуется 163 шт. у.к., содержащих в себе потребленное топливо в количестве 58 кг у.т. (353х0,163). Поскольку расход пенополистирола в обоих вариантах сравнительно невелик, то потребленная им теплоэнергия не принимается в расчет.
По варианту 2 на производство бетонных пустотелых камней с объемом 0,4 м 3 (на 1 м 2 стены) расходуется 200 кг портландцемента (500 кгх0,4). Исходя из потребленного топлива 220 кг у.т., электроэнергии 85 кВт•ч и 0,0246 Гкал теплоэнергии на производство 1 т портландцемента, путем перевода электроэнергии и теплоэнергии в условное топливо получаем на 1 м2 стены 50 кг у.т. ((220+85х х0,33+0,0246х160)х0,2).
Для изготовления камней потребуется еще 6 кВт€ч/м 3 электроэнергии и 0,1 Мкал теплоэнергии, что составит в переводе на условное топливо - 2 кг у.т., или на 1 м 2 стены - 1 кг у.т.
Таким образом, общий расход топлива на получение бетонных пустотелых камней составляет 51 кг у.т.
В итоге получаем, что второй вариант с точки зрения экономии топлива более предпочтителен (экономия 14%).
Но это не означает, что в других условиях не может быть наоборот.
Из приведенного следует, что учет указанных факторов при проектировании и строительстве поможет сэкономить топливно-энергетические ресурсы не в меньшей степени, чем при осуществлении ряда мероприятий в производственных условиях, связанных с определенными капвложениями.
В 1994-1996 годах промышленность стройматериалов Беларуси переживала не лучшие времена. Особенно много проблем было у предприятий, работающих на природном сырье вдали от промышленно развитых районов. Проблема сбыта произведенной продукции в сочетании с высоким потреблением энергоресурсов делали невозможным продолжение производства.
Попытки организовать выпуск товаров народного потребления не решали проблемы, поскольку рынок республики не имеет в них большого недостатка. В то же время из поля зрения выпадает такая важная для республики продукция, как электроэнергия и теплоэнергия.
Задача обеспечения энергоересурсами без традиционного топлива уже довольно успешно решается в ряде стран Запада.
История использования нетрадиционных видов энергии (вода, ветер, солнце) относится к глубокой древности. Заинтересованность в снижении выбросов в атмосферу, а также постоянная возобновляемость указанных источников делает проекты их широкого применения все более привлекательными.
Энергия воды даже небольших рек способна стабильно обеспечивать электроэнергией предприятия и работающих на них людей. Для ее использования могут быть применены гидротурбины с горизонтальным расположением вала. Их называют еще капсульными агрегатами, так как генератор расположен в металлическом кожухе в напорной части. По сравнению с другими водными энергетическими установками они имеют ряд преимуществ: относительно невысокую стоимость единицы мощности за счет уменьшения затрат на строительные работы и оборудование на 20-40% по сравнению с затратами на установки с вертикальными турбинами при тех же параметрах; более высокую пропускную способность (на 20-25% выше) и соответственно большую мощность.
Следует отметить, что эти преимущества были реализованы в Великобритании путем создания гидроустановки, которая позволяет "снимать" энергию воды там, где обычные гидротубрины оказывались непригодными.
Использование энергии ветра для Беларуси не является новостью. Характерной чертой городских и сельских пейзажей когда-то были ветряки. В наше время энергия ветра - это еще и улучшение экологической обстановки по сравнению с углем, газом, атомными станциями.
В ряде стран Европы ветроэнергетические установки (ВЭУ) постоянно модернизировались и в настоящее время приобрели форму легких воздушных конструкций, осуществляющих производство электроэнергии. По достоинству их оценили и на других континентах. Обоснование и проектирование ВЭУ осуществляется, как правило, в двух направлениях. Сначала проводится обширное метеорологическое исследование, а затем выполняются проекты ветряных установок, привязанных к конкретным условиям местности с учетом рельефа. При этом скорость ветра должна быть не менее 5 м в секунду. Для получения информации используются статистические данные за длительный период времени. В расчет принимаются как сильные и слабые ветры, так и безветренная погода.
В тех районах, где производство ветряной электроэнергии рентабельно, создаются парки ВЭУ, способные стать электростанцией с ЛЭП высокого напряжения.
В США широкое применение ВЭУ нашли в сельском хозяйстве. Соответственно централизация работ по созданию ВЭУ там осуществляется путем сотрудничества с Министерством сельского хозяйства.
Прогнозы о бесперспективности использования солнечной энергии на уровне государственной программы в Беларуси опровергли ученые ИПЭНАНБ (г. Минск). По их данным, за предшествующие 20 лет средняя продолжительность солнечного сияния на широте Минска составила в среднем 1815 часов в год. Получена экономия топлива на 1 м 2 площади гелиоколлектора за сезон (с апреля по сентябрь 1997 года) в размере 150 кг у.т. При этом отмечалось, что гелиосистема работала не в самое благоприятное по уровням солнечной радиации время (только четверть возможного сезона). Другими словами, уровень экологии топлива может быть более значительным.
Использование неподвижных лучеприемников, установленных наклонно к горизонту, более эффективно в местности с гористым (холмистым) рельефом, где можно использовать природные склоны, ориентированные на юг, юго-восток или юго-запад. Гелиоустановки нашли применение для сушки фруктов, опреснения воды и т.п. Надо полагать, что в производстве стройматериалов они смогут также эффективно эксплуатироваться. Известно, что для получения температуры более 70° С могут быть использованы зеркала, с помощью которых осуществляется концентрация прямой солнечной радиации.
Тем не менее не лишним будет задать вопрос: можно ли считать нетрадиционные источники энергии стабильными? Солнце нередко закрывают тучи. Ветер тоже не постоянен. В жаркое лето речка может обмелеть, в результате чего прекратится работа водяной турбины.
Ответ на этот вопрос может быть таким: целесообразно применять одновременно несколько видов нетрадиционных источников энергии. Рассмотрим это на следующем примере. Завод стройматериалов расположен в загородной зоне вблизи сырьевых запасов. При нем имеется поселок. Здания предприятия и жилье приспосабливаются для использования солнечной энергии. Наряду с гелиосистемой создается парк ВЭУ.
Установка горизонтальных капсульных гидроагрегатов в местной речке позволяет применять энергию воды.
Для более эффективного использования мощностей ВЭУ гидротурбины и гелиосистемы в разное время года и часы суток они объединены в энергетическую систему.
С технико-экономической точки зрения наиболее целесообразно покрывать пиковую нагрузку за счет аккумулирования энергии. В качестве аккумулятора принята гидроаккумулирующая электростанция, включающая два бассейна, верхний и нижний, расположенные друг от друга на расстоянии, с разностью отметок на свободных поверхностях, равной статическому напору. Это бассейны с установленным на них двухмашинным агрегатом, состоящим из обратимой гидравлической машины, работающей повременно в насосном или турбинном режимах, и синхронной электрической машины, способной работать генератором и двигателем. Чтобы не было работы энергоустановок вхолостую, ВЭУ и гидротурбины часть излишней энергии подают на двигатель-генератор для приведения в действие турбины в режиме насоса.
Перекачка воды из нижнего в верхний бьеф увеличивает энергетический потенциал станции. В период снятия пиковой нагрузки вода из верхнего бассейна поступает в гидравлическую турбину, которая приводит в действие генератор-двигатель электрического тока, подключенный к сети.
Как известно, гелиосистема обладает аккумулятором тепла (вода или другие вещества).
При холостом ходе электроустановок электроэнергия может быть использована для аккумулирования в виде тепловой энергии. Не исключается вариант реализации излишков электроэнергии на сторону.
Автономная система энергоснабжения с умеренными затратами на ее создание и функционирование повышает устойчивость работы предприятий при неблагоприятных ситуациях в экономике районов, а также в жестких условиях конкуренции.
Схема энергоснабжения промышленных и гражданских объектов с использованием нетрадиционных источников энергии приведена ниже.
В качестве резервного (аварийного) бисточника служит дизельная электростанция для обеспечения первоочередных нужд. Для нее создается неснижаемый резервный запас дизтоплива.
Николай МЕЛЬНИКОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 21 за 1998 год в рубрике технологии
