Дальневосточный федеральный университет
На правах рукописи
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Особенности формирования природно-технической системы (на примере нефтегазового комплекса юга Дальнего Востока)
Специальность 25.00.36 «Геоэкология» (науки о Земле)
Никитина Анна Владимировна
Хабаровск - 2012
Работа выполнена на кафедре нефтегазового дела и нефтехимии Дальневосточного федерального университета
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Гульков Александр Нефедович
Официальные оппоненты:
Ивашов Петр Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, главный научный сотрудник
Говорушко Сергей Михайлович, доктор географических наук, с.н.с., Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, главный научный сотрудник
Ведущая организация: Морской государственный университет им. Г.И. Невельского
Защита диссертации состоится 2012 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 005.019.01 при Институте водных и экологических проблем ДВО РАН по адресу: 680000, г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65.
Факс: (4212) 32-57-55
E-mail: ivep@ivep.as.khb.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института водных и экологических проблем ДВО РАН
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Н.А. Рябинин.
Общая характеристика работы
Актуальность работы. В настоящее время вопросы экономического развития регионов, в том числе и Дальневосточного федерального округа, занимают ведущее место в разрабатываемых программах регионального и государственного уровней. Основным направлением в области экономического развития Дальнего Востока Российской Федерации является успешная работа регионального топливно-энергетического комплекса. Восточная Сибирь и Дальний Восток обладают богатыми запасами энергоресурсов, эффективное использование которых может способствовать устойчивому развитию России и укреплению её позиций в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.
Анализ существующей экологической ситуации показывает, что объекты топливно-энергетического комплекса оказывают мощное негативное воздействие на все компоненты природной среды. Нефтегазовая отрасль, являясь сложной по структуре, технологическому оснащению, характеризуясь большой протяженностью линейных объектов, транспортирующих углеводородные сырье или продукты их переработки, является одной из экологически неблагополучных. При этом транспортные магистральные системы представляют собой связующие элементы трансграничных энергопотоков. Источниками загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы являются практически все технологические объекты и сооружения, эксплуатируемые в составе нефтегазовой и нефтехимической отраслей. Мощное негативное воздействие оказывается при авариях на линейных и площадных источниках. Современный опыт проектирования показывает, что безопасное и эффективное функционирование крупных промышленных объектов может быть достигнуто через применение комплексных оценок устойчивости проектируемого объекта с точки зрения его функционирования как единой природно-технической системы (ПТС).
В этом плане особую актуальность приобретает построение модели природно-технической системы нефтегазового комплекса с целью эффективного экономического и безопасного экологического управления развивающейся отраслью региона.
Цель: разработать модель природно-технической системы нефтегазового комплекса юга Дальнего Востока, учитывающую особенности её формирования в условиях региона и позволяющую оценить влияние различных факторов на стадиях размещения, строительства и эксплуатации объектов.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:
- провести анализ тенденций развития нефтегазового комплекса Дальнего Востока, определить особенности размещения объектов отрасли;
- исследовать факторы, определяющие оптимальность размещения нефтегазового объекта на территории юга Дальнего Востока;
- исследовать условия формирования природно-технической системы нефтегазового объекта на различных стадиях существования объекта;
- разработать модель природно-технической системы нефтеперегрузочного терминала, провести её апробацию и разработать рекомендации при выборе оптимального размещения промышленного объекта на юге Дальнего Востока.
Объект исследования: сложившиеся и проектируемые природно-технические системы, прибрежные территориальные комплексы, перспективные для размещения нефтегазовых объектов, экологические показатели территорий, технологические объекты и сооружения нефтегазового комплекса Дальнего Востока, социально-инфраструктурные условия региона.
Предмет исследования: факторы, влияющие на формирование природно-технических систем в условиях юга Дальнего Востока.
Методы исследования. В работе при решении поставленных задач использовались: системный подход, сравнительный комплексный анализ, включая картографический, геоэкологический анализ, а также метод экспертных оценок, математическое моделирование.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Нефтегазовый комплекс Дальнего Востока формируется как природно-техническая система, определяющая развитие территорий, доминирующая функция которой состоит в обеспечении транзита углеводородных ресурсов с месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока в страны АТР.
2. Предложенная усовершенствованная методика взвешенной эколого-географической оценки размещения нефтегазового объекта на побережье учитывает особенности региона и позволяет прогнозировать формирование природно-технической системы.
3. Матричная математическая модель природно-технической системы позволяет оценить связи между техническими и экологическими компонентами, их динамику в период формирования и функционирования, а также прогнозировать изменения в системе.
4. Природно-техническая система нефтегазового комплекса юга Дальнего Востока формируется в сложных условиях, которые определяются показателями высокого биоразнообразия территории, слабой инфраструктурной освоенностью и природно-географическими факторами.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлено, что развитие нефтегазового комплекса Дальнего Востока может осуществляться в виде формирования единой природно-технической системы, включающей элементарные подсистемы объектов добычи, транспорта, хранения, переработки сырья, а также природные подсистемы. Масштабность и интенсивность преобразования природной среды определяется сложностью природно-географических условий в районе строительства и его слабой транспортно-инфраструктурной освоенностью. При этом экологические риски связаны с природно-ресурсным потенциалом территории.
2. Определение перспектив использования участка побережья для размещения нефтегазовых объектов может осуществляться с применением методов взвешенной оценки формирования «зоны смежных интересов».
3. На основе анализа геоэкологических особенностей региона и технических характеристик предприятий нефтегазового комплекса разработана методика оценки вариантов размещения промышленного объекта на побережье.
4. Разработана матричная математическая модель для природно-технической системы нефтеперегрузочного терминала, позволяющая осуществлять мониторинг состояния элементов окружающей среды.
Практическая значимость и реализация результатов работы:
1. Разработаны рекомендации по взвешенной экологической оценке вариантов размещения промышленного объекта на побережье Дальнего Востока. Разработана модель природно-технической системы нефтеперегрузочного терминала.
2. Материалы исследований использованы при выполнении работ, связанных с поиском и обоснованием мест размещения объектов транспорта нефти на побережье Приморского края для компаний ОАО «АК “Транснефть”» и ОАО «НК “Альянс”».
3. Научные и практические результаты включены в учебно-методические материалы по курсу «Экология нефтегазового комплекса» для студентов специальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» в Дальневосточном федеральном университете.
Апробация работы
Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах различного уровня: «Вологдинские чтения» (Владивосток, 2004-2006 гг.); «Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования Дальнего Востока и стран АТР» (Владивосток, 2004-2005 гг.), «Sixth International Scholars' Forum of the Asia-Pacific Region Countries» (Владивосток, 2005 г.), «Тихоокеанский международный форум» (Владивосток, 2005); «Молодежь и научно-технический прогресс» (Владивосток, 2005-2008 гг.), методический семинар на кафедре промышленной экологии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (июнь 2009 г.), «Современное состояние естественных и технических наук» (апрель 2011 г.) и «Интеллектуальный потенциал молодых ученых России и зарубежья» (май 2011 г.).
Публикации
Материалы диссертации опубликованы в 15 печатных работах, в том числе в 6 статях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, 4 приложений, включающих 2 оценочные таблицы и 2 акта внедрения, списка литературы, включающего 137 наименований, в том числе 10 иностранных. Общий объем диссертации составляет 129 страниц, в том числе 12 таблиц, 9 рисунков и 4 приложения.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована ее цель и основные задачи.
1. Анализ состояния и перспектив развития нефтегазового комплекса Дальнего Востока РФ
В главе представлен анализ тенденций и перспектив развития нефтегазового комплекса, а также основных экологических проблем, связанных с объектами данной отрасли. В настоящее время на территории Дальнего Востока нефтегазовый комплекс находится в стадии активного формирования, в перспективе число объектов, связанных с транспортировкой и переработкой нефти и нефтепродуктов, должно значительно увеличиться. Принимая во внимание отечественный и зарубежный опыт эксплуатации аналогичных объектов, мы должны учитывать опасность негативного воздействия на окружающую среду и возможность экологических катастроф. Наличие мощной ресурсной базы в центральной и северной частях Дальневосточного региона, существующие программы развития и модернизации топливно-энергетического комплекса, осуществляемые как на государственном уровне, так и с привлечением инвестиций крупнейших компаний страны, позволяют определить регион как высокоперспективный в промышленном освоении (рис. 1). В настоящее время построен крупнейший в регионе морской нефтеперегрузочный терминал, завершается строительство магистрального нефтепровода, газопровода, в перспективе строительство нефтехимического комплекса, завода по сжижению газа и т.д. Особенностью данных объектов является необходимость выхода на морские экспортные пути, то есть строительство специализированных терминалов в прибрежной зоне, освоение новых и расширение существующих участков. Строительство подобных объектов осуществляется поэтапно: выбор площадки - технико-экономическое обоснование - проект.
В природно-географическом и инфраструктурно-технологическом аспектах наиболее перспективны для освоения южные участки побережья Приморского края, которые характеризуются богатейшим биоразнообразием и ландшафтно-экологической уникальностью, что вызывает ограничения по хозяйственному использованию территории. Существующая схема природопользования прибрежных участков весьма разнообразна и сложна по структуре, общему количеству затрагиваемых природопользователей так же, как и сложен природно-ресурсный потенциал. В связи с этим освоение прибрежных участков и обоснование их использования в тех или иных целях должно осуществляться с позиций системного взвешенного подхода.
Одним из недостатков применяемой в настоящее время системы экологического обоснования и размещения промышленных объектов является запаздывание системного экологического анализа и комплексной взвешенной оценки проекта. Решением проблемы является рассмотрение нового объекта в природной среде с позиций природно-технических систем.
Рис. 1. Карта-схема «Основные направления развития нефтегазового комплекса Дальневосточного федерального округа»
Вопросам, связанным с воздействием нефтегазовых объектов на окружающую среду, а также со снижением их негативного влияния, уделяется значительное внимание как в области научно-теоретического обоснования, так и в области практического внедрения на производствах. Подробно рассмотрены вопросы в области территориальной организации производства и проблем природопользования региона в работах П.Я. Бакланова, С.С. Ганзея, С.М. Говорушко, В.Г. Белкина, А.В. Мошкова, М.Т. Романова и др. Вклад в решение задач экологического проектирования объектов и сооружений с системных позиций внесли следующие ученые и специалисты: И.И. Мазур, К.Н. Дьяконов, А.В. Дончева, А.Л. Ревзон, Г.К. Бондарик, О.Н. Толстихин, А.П. Камышев, О.И. Молдованов, В.Н. Шишов, А.Д. Потапов, В.Б. Коробов, В.В. Гутенев и др. Проблемы снижения негативного воздействия объектов и сооружений нефтегазового комплекса на окружающую среду рассмотрены в работах В.С. Яковлева, А.И. Владимирова, В.Р. Мкрытчана, А.И. Булатова и др.
Вопросам регионального освоения прибрежных территорий посвящены работы Б.В. Преображенского, П.Я. Бакланова, И.С. Арзамасцева, А.Н. Качура, Я.Ю. Блиновской, С.Ю. Монинца и др.
Современные методы проведения оценки воздействия объекта на окружающую среду направлены в основном на выявление негативных экологических последствий реализаций проекта. При этом методика комплексной взвешенной оценки проекта с учетом влияния как природно-географических, ландшафтно-экологических факторов, так и аспектов инфраструктурного и технологического обеспечения экономики на стадии выбора площадки в настоящее время должным образом не используется.