Повышение эффективности использования минерального сырья. Грани проблемы

В составе такой суспензии обнаружены следы спирта и пластификатора. Это открывает возможность методами генной инженерии модифицировать штамм, способный за один прием производить спиртоводоугольную суспензию, включающую в себе и пластификатор. Налицо все признаки X стадии.

Хотя в угольной промышленности в целом сегодня преобладают признаки V стадии технологического развития, в украинском Донбассе добыча высокосортных коксующихся углей из пластов крутого падения производится с использованием технологий, соответствующих III стадии (ручная выемка с использованием отбойных молотков). Как показано выше, одновременно создаются существенно более совершенные технологии, вплоть до X стадии. Новая технология, появившись, не может в короткое время вытеснить старые со всех действующих предприятий. В реальности всегда эксплуатируется широкая гамма технологий, соответствующих различным стадиям технологической эволюции. Динамика средневзвешенного показателя зависит от большого числа факторов, специфичных по набору для каждой отрасли минерально-сырьевого комплекса и их подотраслей.

Появление биотехнологий создает возможности диверсификации продукции угольной промышленности. Наряду с пищевыми белками, для получения которых отличным сырьем является метан угольных пластов, можно производить как товар гумус и гуминовые удобрения, извлекать ценные металлические и неметаллические элементы, что особенно важно в период выхода из кризиса за счет структурной перестройки производства (XI cтадия).

Приведенные в табл. 2 цифры подтверждают известный тезис о том, что начальные стадии этапа становления

81

индустриального производства приводили к ухудшению уровня жизни основной части населения, так как требовали отвлечения дополнительных средств для первоначального накопления капитала. Переход к стадиям VI и VII технологического развития знаменует начало положительной тенденции в изменениях величин У и ТТ, хотя и характеризуется весьма невысокими значениями. Значительный рост этих показателей начинается со вступления во второй (постиндустриальный, информационный, наукоемкий) этап технологического развития. Из этого следует, что нашей стране целесообразно выбрать такую стратегию вывода материально-технической базы производства из кризисного состояния, в соответствии с которой можно было бы минимальный объем средств затратить на технологии стадий VI и VII и сделать основной упор на вовлечение в экономическое развитие технологий II этапа. Для этого необходимо определить наличие реальных предпосылок.

В течение нескольких последних десятилетий на нужды технологического развития гражданского сектора экономики направлялась лишь треть ассигнований на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. В итоге была низкой наукоемкость продукции наиболее масштабных отраслей экономики.

Еще в 1951 г. наукоемкость ВВП СССР составляла 11 %. Великая Отечественная война была выиграна не только путем сжигания в ее горниле человеческого потенциала, но и за счет предельной концентрации научных и конструкторских сил страны. Это привело одновременно к овладению ракетно-ядерным оружием и пилотируемому полету в космос. Но уже к 1990 г. наукоемкость ВВП снизилась до 2 %, а к настоящему времени опустилась до 0,4 %. Впереди России по этому показателю оказалась даже Бангладеш.

82

На основании данных мировой статистики успеха на рынке добиваются товары и технологии, наукоемкость которых составляет от 6 до 18 %. Как следствие деформированной структуры ассигнований, средняя наукоемкость национального продукта и машиностроения составляли 2 %, в том числе продукции тяжелого машиностроения — 1,6 %, минеральных удобрений — около 1 %, угля — 0,7 %, продукции нефтяной, газовой промышленности и цветной металлургии — 0,5–0,6 %, черной металлургии и энергетики — 0,25–0,3 %. При этом 60 % ассигнований направлялось на работы в области механики и физики, существенно меньшие величины — в области химии и особенно биологии. В современном Китае тенденции прямо противоположные. В результате Китай обогнал и США, и Японию по количеству наиболее перспективных патентов в биологии и генной инженерии, что открывает принципиально новые пути развития материального производства без многих промежуточных стадий.

Применение биотехнологии позволяет производить белок из биомассы, которую можно получать, выращивая дрожжи или другие безвредные для человека микроорганизмы на метиловом либо этиловом спирте, приготовление которых возможно из газа, угля и нефти. Сначала производят чистую биомассу, затем делят ее на фракции, чтобы получать специальные наборы продуктов и таким образом давать людям исключительно полноценный белок, а также балансировать по нему традиционные продукты питания, в первую очередь мясные. Введение такого белка повышает вкусовые и питательные свойства пищи, ее полноценность и физиологичность. Уже само производство пищевого белка из биомасс способно коренным образом изменить представление о способах изготовления продуктов пита-

83

ния, их качественных и количественных характеристиках, что способно существенно повлиять на изменение функциональной структуры экономики и ее эффективность.

С распадом СССР в России сложилась напряженная ситуация с обеспечением некоторыми видами минерального сырья. Отсутствуют утвержденные запасы полезных ископаемых по десяти видам редких и редкоземельных элементов. Практически полностью за счет импорта покрывается потребность в марганцевом, хромовом, титановом и циркониевом сырье, завозится подавляющая часть руд на алюминий. В действительности на территории России имеются месторождения полезных ископаемых и рудопроявления для получения любого элемента, нужного экономике. В условиях развития рыночных отношений их освоение определяется наличием эффективных технологий разведки, разработки и переработки различных видов минерального сырья, в том числе нетрадиционного, для получения дефицитных для отечественной экономики компонентов, хотя бы в страховочных объемах в целях обеспечения экономической безопасности.

Для обеспечения необходимых результатов могут быть эффективно использованы в порядке конверсии технологические достижения оборонной промышленности, которые там имеются в значительном количестве и обеспечивают высокую потребительскую ценность использования за счет принципиально отличных подходов. Оборонная промышленность на протяжении длительного периода времени потребляла до двух третей общего объема ассигнований, направляемых на проведение научных исследований и опытноконструкторских разработок. Ее продукция создавалась в условиях жесткой конкуренции с изделиями

84

зарубежных фирм, более того, были сформированы условия для непрямой внутренней конкуренции путем выполнения параллельных работ по каждому направлению создания и совершенствования оборонной продукции. Наивысшие показатели достигались в основном на базе новейших знаний из областей физики, химии и биологии, которые имели ограниченную область распространения. Кадры для выполнения этих работ отбирались из числа выпускников элитных вузов.

Если благодаря проведенным исследованиям появляются совершенно новые возможности, то за ценой в оборонной сфере обычно не стоят. Достижения науки быстро превращаются в технологии. Когда такие технологии морально устаревают, посредством конверсии они превращаются в высокоэффективные технологии гражданского назначения. В оборонной промышленности накопились огромные запасы технологий двойного назначения, устаревших к настоящему времени для оборонных целей и не востребованных для создания соответствующей продукции ввиду наличия более целесообразных решений. Для их конверсии во многих оборонных организациях созданы коммерческие подразделения. На этой базе могут формироваться особые экономические зоны.

Так, разработанные для подводных лодок и космических кораблей электрохимические генераторы могут применяться как двойные технологии для выработки электрической и тепловой энергии вблизи скважин из природного газа, метана угольных пластов или сбросных газов нефтеперегонных заводов. Технология исключает использование каких-либо вращающихся деталей и обеспечивает коэффициент полезного действия до 60 % при выработке электрической энергии и до 80 % при выработке электрической и тепловой энергии. Перспекти-

85

вы совершенствования таких систем сулят повышение общего коэффициента полезного действия до 95 %.

Физическое направление конверсии представлено приспособлением для промышленных и бытовых целей списанного с вооружения котла флотского назначения, объемные характеристики которого лучше, чем у гражданских котлов той же производительности в 19 раз, а коэффициент полезного действия достигает 82 %. Котел обладает хорошими средозащитными и маневренными характеристиками. Проведенными работами обеспечена эксплуатация котла при использовании в качестве топлива мазута марки М-100 и сырой нефти, ведутся изыскания по приспособлению для сжигания в котле водоугольной суспензии. В результате котел может стать универсальным по используемым видам топлива, чем обеспечивается широкая область его применения в энергетике и технологических процессах. Проектными проработками установлена более высокая эффективность перевооружения теплоэнергетики Норильского металлургического комбината на базе указанного котла, чем при использовании других отечественных и зарубежных систем.

Химическое направление сотрудничества гражданской и оборонной организации позволило получить рецептуру комбинированного реагента, добавка которого в пласт снижает вязкость высоковязких нефтей в 100–150 раз при снижении расхода реагента в 10–15 раз и возможности его частичного повторного использования. Область применения такой технологии очень широка, она охватывает добычу, транспортирование, хранение и использование обычных, парафинистых и высоковязких нефтей. Значение использования этой технологии определяется возможностью повышения дебета действующих скважин, а также вовлечением

86

виспользование на отработанных и эксплуатируемых месторождениях нетронутых запасов высоковязких нефтей в количестве от 30 до 45 % и более по отношению к извлеченным запасам обычной нефти.

На биологическом направлении методами генной инженерии получен штамм, позволяющий перерабатывать уголь и торф в гуматы с производительностью,

в30 раз большей, чем при использовании природных почвенных бактерий. Одновременно штамм связывает азот воздуха в приемлемые для живых организмов соединения. Многолетнее использование на опытных полях показало, что на нормальном фоне минеральных удобрений внесение гумуса обеспечивает повышение урожайности растений на 20–100 % (для различных культур и в различных почвенно-климатических условиях), снижается их заболеваемость, нормализуется состав почв в случае их перекорма минеральными удобрениями и засоления. При снижении вдвое против нормы внесения минеральных удобрений наблюдается дальнейший рост урожайности растений. Наличие в почве гуматов способствует разведению и росту червей, что ускоряет переработку материала и улучшает структуру почвы. Открывается возможность в короткое время при ограниченных затратах превращения российского Нечерноземья в Черноземье, восстановления и улучшения качества нарушенных земель, поставки облагороженных земель на экспорт.

Микробиологическими методами достигается переработка опилок, соломы и других отходов переработки сельскохозяйственных культур в спирты для замены ими моторных топлив.

Вразработке находится много других конверсионных технологий. Так, по физическому направлению осваиваются супермощные взрывчатые вещества для прове-

87

дения горных выработок по породам любой крепости без предварительного бурения шпуров и скважин; по химическому направлению ведутся работы, связанные с осаждением цезия и других ценных компонентов из сбросных карьерных вод при эксплуатации кимберлитовых месторождений; по биологическому направлению разработан бактериальный штамм для разупрочнения коренных сурьмяно-мышьяковых руд; разрабатываются технологии для эффективного извлечения дефицитных для России минеральных компонентов из нетрадиционного сырья и др. Получены сведения о более чем двухстах технологических решениях, разработанных в оборонном комплексе, которые могут быть в порядке конверсии успешно приспособлены для эффективного решения задач в минерально-сырьевом комплексе на предприятиях, ведущих разведку, добычу, переработку и использование минерального сырья.

Накопленный в стране опыт свидетельствует о том, что при проведении работ по конверсии оборонных технологий для условий гражданского сектора в весьма ограниченные сроки могут создаваться высокоэффективные технологии и изделия для их освоения. Имеются незагруженные производственные мощности. Конверсия оборонной промышленности является новым, мало освоенным, но действенным путем вывода отечественной экономики из кризиса и переориентации ее на рельсы рыночных отношений в условиях открытых внешних связей.

Ситуация в нашей стране связана с тем, что большая часть инженеров не получила знаний о таких элементах методологии собственного творчества, как таксоны преобразований, методы выработки технологических и технических решений, законы технологических трансформаций и соответствующих им изменений резуль-

88

тирующих показателей, теории создания и экономикоправового регулирования формирования инноваций с заранее заданными результативными показателями. Достижения отечественной науки в этой области не уступают мировым, а по некоторым позициям опережают их. В отдельных вузах поставлена подготовка инженеров, отвечающих современным требованиям, однако процесс течет медленно ввиду острой нехватки учителей. Нужны принципиально новые способы решения этой проблемы, например, массовое обучение через телевидение с последующей сдачей экзаменов квалификационной комиссии.

Фрагменты теории

Рассмотрим последствия появления новой наукоемкой разработки. Для этого целесообразно начать с анализа данных, содержащихся в табл. 3 (усл. ед.).

Причиной динамических изменений техникоэкономических показателей новой разработки является стремление ее изготовителей завоевать более обширную нишу на рынке для увеличения размера прибыли. Изменение объема производства и реализации новой продукции на рынке проходит два принципиально различных этапа. На первом наблюдается сначала вялый, затем интенсивный рост продаж, который с определенного момента постепенно замедляется, достигая в конце этапа максимального объема. Когда пик продаж нового товара пройден, начинается второй этап — быстрого сворачивания производства и продаж. Причиной чаще всего служит появление более эффективного товараконкурента второго поколения. Он может быть создан кем угодно, в том числе той же фирмой, которая позаботилась о своевременном начале финансирования раз-

89

Таблица 3

Технико-экономические показатели новой разработки

работки следующего наукоемкого продукта, гася эти затраты через себестоимость и цену товара, занимающего устойчивое положение на рынке. Изменение объемов продажи и производства продукта второго поколения происходит примерно по тем же тенденциям, что и для нового товара первого поколения. По мере достижения

90