Natalia Yu. KIRSANOVA1, Olga M. LENKOVETS1 and Muhammad HAFEEZ2
1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
2 University of Sialkot, Punjab, Pakistan
The significant resource potential of the Arctic has attracted the attention of its adjacent countries and extra-regional states. The mineral and raw material base of the Arctic Zone of the Russian Federation (AZRF) comprises a wide range of minerals. However, due to its hydrocarbon reserves, the Arctic is considered to be the most important geopolitical and geo-economic macro-region for Russia. A significant portion of the Arctic hydrocarbons (about 19%) is concentrated in the territory of Russia’s shelf. The extraction of Arctic marine oil and gas resources and ensuring the sustainability of the Russian energy complex depend significantly on the level of Arctic development. Thus, the pace and quality of the development of AZRF are strategically important to ensure the national interests of the country. It has been proven that the implementation of the state program for AZRF development and strategic plans of the largest companies operating in the region consolidate the raw material nature of AZRF development. Rent becomes the main form of income. This article addresses the main directions of the region’s development and the factors that prevent a high level of industrialization, which increase attention to the withdrawal and redistribution of rental income. The article considers the Russian and foreign experiences of withdrawal and redistribution of oil and gas rental income, and analyzes the level of socio-economic development of AZRF. The authors suggest a methodology for assessing the impact of a country’s area and population size on the ability to achieve a high income due to hydrocarbons. The authors also explain the principles of rental income redistribution in the region as a basis for improving the level of AZRF’s socio-economic development and as a condition for transition from the “colonial model” of development to the “sustainable development” model. The study results can be used to elaborate a mechanism for rental income redistribution in AZRF and state programs for the region’s development.
Н.Ю. КИРСАНОВА1 , О.М. ЛЕНКОВЕЦ1, Мухаммад ХАФИЗ2
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Университет Сиалкота, Пенджаб, Пакистан
Большой ресурсный потенциал Арктики делает ее центром притяжения интересов не только приарктических, но и внерегиональных государств. Минерально-сырьевая база Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) представлена широким спектром полезных ископаемых, однако важнейшим геополитическим и геоэкономическим макрорегионом Арктику делают запасы углеводородного сырья. Внушительная часть арктических углеводородов (около 19 %) сосредоточена именно на территории шельфа АЗРФ. От уровня развития Арктики в значительной степени зависит добыча морских нефтегазовых ресурсов Арктики и обеспечение устойчивости российского энергетического комплекса. Таким образом, темпы и качество освоения Арктической зоны РФ имеют стратегическое значение для обеспечения национальных интересов страны. Доказано, что реализация государственной программы развития АЗРФ и стратегические планы крупнейших компаний, присутствующих в регионе, закрепляют сырьевой характер развития АЗРФ, делая ренту главной формой дохода. В статье рассмотрены основные направления освоения региона и причины, препятствующие высокому уровню индустриализации, что обуславливает повышенное внимание к изъятию и перераспределению рентных доходов. Рассмотрен российский и зарубежный опыт изъятия и перераспределения нефтегазовых рентных доходов. Проанализирован уровень социально-экономического развития АЗРФ. Предложена авторская методика оценки влияния территории и численности стран на возможность обеспечить высокий уровень доходов за счет углеводородных ресурсов. Обоснованы принципы перераспределения рентных доходов в АЗРФ, как основа повышения социально-экономического уровня развития региона и условие для перехода от «колониальной модели» развития к модели «устойчивого развития». Результаты исследования могут быть использованы для разработки механизма перераспределения рентных доходов в АЗРФ и государственных программ развития региона.
Diana M. DMITRIEVA1, Alina A. CHEREPOVITSYNA2 , Gennady A. STROYKOV1 and Victoria M. SOLOVYOVA1
1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
2 Luzin Institute for Economic Studies—Subdivision of the Federal Research Centre, Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Russia
Exploitation of oil and gas resources in the Arctic offshore is one of Russia’s key priorities in such areas as science, economy, and technology. Global trends, harsh climate conditions, fragile ecosystems, conditions of the pandemic and post-pandemic periods, price volatility, and the growing importance of the environmental factor require that the process of developing the Arctic’s hydrocarbon resources should become strategically sustainable. The paper provides a deep literature review on sustainability issues, sustainable development, strategic sustainability, and project efficiency in the Arctic offshore oil and gas sector. The paper analyzes the trends and conditions that substantiate the need to transform the traditional sustainability concept to meet new challenges and comply with new policies. Based on the analysis, the authors propose a definition of and a conceptual framework for strategic sustainability of oil and gas offshore projects in the Arctic.
Д.М. ДМИТРИЕВА1, А.А. ЧЕРЕПОВИЦЫНА2, Г.А. СТРОЙКОВ1, В.М. СОЛОВЬЕВА1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт экономических проблем им. Г.П. Лузина, Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр Российской академии наук», Апатиты, Россия
Освоение нефтегазовых ресурсов арктического шельфа является одним из ключевых приоритетов России в таких областях, как наука, экономика и технологии. Глобальные тенденции, суровые климатические условия, хрупкие экосистемы, условия пандемического и постпандемического периодов, волатильность цен и возрастающее значение экологического фактора требуют придания процессу освоения углеводородных ресурсов Арктики стратегически устойчивого характера. В статье представлен глубокий обзор литературы по вопросам устойчивости, устойчивого развития, стратегической устойчивости и эффективности проектов в арктическом морском нефтегазовом секторе. В статье анализируются тенденции и условия, которые обосновывают необходимость трансформации традиционной концепции устойчивого развития для решения новых задач и соответствия новым политикам. На основе проведенного анализа авторы предлагают определение и концептуальную основу стратегической устойчивости нефтегазовых шельфовых проектов в Арктике.
Oksana A. MARININA, Natalia Yu. KIRSANOVA and Marina A. NEVSKAYA
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
One of the trends in sustainable economic development is the transition to circular business models, which aim to optimize goods and material flows by taking into account their cyclical nature at all production stages. Adapting circular business models to mining and mineral processing operations can serve as an impetus for mining companies to upgrade and move to a new level of technological sophistication. This article attempts to develop a conceptual framework for circular business models factoring in the nature of production chains in coal mining, power generation, and metal production to reduce production costs, expand the product range, improve sustainable development indicators, and deliver growth in company value. This article is based on desk studies that were aimed at analyzing the efficiency of circular models, organizing data on experience in rational resource use in the mining industry, and transforming basic circular models into adapted ones for the environment in which coal companies operate. This study developed a conceptual framework of options for the implementation and evaluation of circular business models using an interdisciplinary approach and taking into account the specific features of coal companies and the principle of a resource being valuable throughout its whole life cycle. The proposed conceptual framework of circular business models can be used by Russian coal companies to design corporate strategies and long-term development plans.
О.А. МАРИНИНА, Н.Ю. КИРСАНОВА, М.А. НЕВСКАЯ
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
Одной из тенденций устойчивого экономического развития является переход к циркулярным бизнес-моделям, которые направлены на оптимизацию товарных и материальных потоков за счет учета их цикличности на всех этапах производства. Адаптация циркулярных бизнес-моделей к горно-обогатительным производствам может послужить для горнодобывающих компаний стимулом к модернизации и переходу на новый уровень технологического развития. В данной статье предпринята попытка разработать концептуализацию моделей циркулярного бизнеса, учитывающую характер производственных цепочек в угледобыче, энергетике и металлургии для снижения производственных затрат, расширения ассортимента продукции, улучшения показателей устойчивого развития и роста стоимости компании. Статья основана на результатах предварительных исследований, направленных на анализ эффективности циркулярных моделей, систематизацию данных об опыте рационального использования ресурсов в горнодобывающей отрасли и трансформацию базовых циркулярных моделей в адаптированные к условиям работы угольных компаний. В данном исследовании на основе междисциплинарного подхода и с учетом специфики угольных компаний, а также принципа ценности ресурса на протяжении всего его жизненного цикла разработана концептуальная схема вариантов реализации и оценки циркулярных бизнес-моделей. Предложенная концептуальная схема моделей циркулярного бизнеса может быть использована российскими угольными компаниями при разработке корпоративных стратегий и долгосрочных планов развития.
Vadim G. FETISOV1, Pavel S. TCVETKOV1, Johannes MULLER2
1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
2 Deutsch-Russisches Institut für Energiepolitik und Energiewirtschaft, Universitat Leipzig, Leipzig, Germany
Nord Stream 2 is one of the most discussed energy projects, which affects the economic and political interests of many countries, not only the direct participants. Despite some uncertainty, the project is highly likely to be completed. In this regard, it is important to understand what impact it will have on the European gas market. This article proposes a simulation model for calculating the total cost of construction of the Nord Stream 2 and determines the cost of natural gas. It was concluded that Nord Stream 2 has an economic advantage overliquified natural gas (LNG) delivery schemes, a strategic value for the economies of the EU countries and will ensure the stability of gas supply, which is undoubtedly a priority for European energy policy.
В.Г. ФЕТИСОВ1, П.С. ЦВЕТКОВ1, Йоханнес МЮЛЛЕР2
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Deutsch-Russisches Institut für Energiepolitik und Energiewirtschaft, Universitat Leipzig, Лейпциг, Германия
Северный поток 2 – один из самых обсуждаемых энергетических проектов, который затрагивает экономические и политические интересы многих стран, а не только непосредственных участников. Несмотря на некоторую неопределенность, проект с большой долей вероятности будет реализован. В связи с этим важно понять, какое влияние он окажет на европейский газовый рынок. В данной статье предлагается имитационная модель для расчета общей стоимости строительства «Северного потока – 2» и определения стоимости природного газа. Сделан вывод, что «Северный поток – 2» имеет экономическое преимущество перед схемами доставки сжиженного природного газа (СПГ), стратегическую ценность для экономик стран ЕС и обеспечит стабильность поставок газа, что, несомненно, является приоритетом европейской энергетической политики.
Oksana A. MARININA1, Anna Yu. TSVETKOVA1, Yurii N. VASILEV1, Nadejda KOMENDANTOVA2 and Anna S. PARFENOVA1
1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
2 International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria
The relevance of this study is due to the low rate of development of the downstream sectors of Russian oil companies. Against a background of the sale of significant volumes of oil and gas raw materials, Russia lags behind world leaders in the production and consumption of petrochemical and chemical products, with their share in the gross domestic product of the country being only 1.1%. Connected to this is the issue of substantiating strategies of development for the downstream sectors of Russian oil companies, which requires detailed research. In this light, it is necessary to take into account current trends in the worldwide demand on petroleum products and also the opportunities and competitive advantages of Russian oil and gas companies in the creation and development of refineries with a consideration of modern technological, environmental, social and market criteria. The paper tests hypotheses about modernisation as a process of increasing efficiency in the development of the industry as a whole. The results of the study show that the planned pace of development in the industry by means of modernisation proves to be insufficient and requires additional investments in innovative development and new construction. The value of the research lies in the modelling of modernisation strategy options by the example of a large oil company, the estimation of results by the criteria of world average indices of technological efficiency of production and the analysis of these results by state indicators of branch development. The theoretical significance of the research lies in the possibility of using this research approach as an analogue.
О.А. МАРИНИНА1, А.Ю. ЦВЕТКОВА1, Ю.Н. ВАСИЛЬЕВ1, Н. КОМЕНДАНТОВА2, А.С. ПАРФЕНОВА1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Международный институт прикладного системного анализа, Лаксенбург, Австрия
Актуальность данного исследования обусловлена низкими темпами развития секторов российских нефтяных компаний в области переработки и сбыта. На фоне реализации значительных объемов нефтегазового сырья Россия отстает от мировых лидеров по производству и потреблению нефтехимической и химической продукции, а ее доля в валовом внутреннем продукте страны составляет всего 1,1 %. С этим связан вопрос обоснования стратегий развития секторов переработки и сбыта российских нефтяных компаний, который требует детального исследования. В этом контексте необходимо учитывать современные тенденции мирового спроса на нефтепродукты, а также возможности и конкурентные преимущества российских нефтегазовых компаний в создании и развитии нефтеперерабатывающих заводов с учетом современных технологических, экологических, социальных и рыночных критериев. В работе проверяются гипотезы о модернизации как процессе повышения эффективности развития отрасли в целом. Результаты исследования показывают, что планируемые темпы развития отрасли за счет модернизации оказываются недостаточными и требуют дополнительных инвестиций в инновационное развитие и новое строительство. Ценность исследования заключается в моделировании вариантов стратегии модернизации на примере крупной нефтяной компании, оценке результатов по критериям среднемировых показателей технологической эффективности производства и анализе этих результатов по государственным показателям развития отрасли. Теоретическая значимость исследования заключается в возможности использования данного исследовательского подхода в качестве аналога.
Ekaterina I. GOLOVINA, Vera S. KHLOPONINA , Pavel P. TSIGLIANU and Runchu ZHU
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
Fresh groundwater, as an essential component of global water resources and a special type of mineral wealth, has a whole set of features that affect social infrastructure, the economy and the environmental well-being of the population. At the same time, groundwater is vulnerable and limited despite its replenishable nature and vast reserves. Recently, in some countries, the practice of extracting groundwater resources by private individuals on their territory has been actively spreading, but not in all states. This is considered acceptable and is enshrined in national regulations. Uncontrolled exploitation of aquifers by small water users can affect the safety of ecosystems and the depletion of drinking groundwater reserves. In this regard, the state policy and system for regulating access to groundwater resources for all subsoil users should be based on a well-thought-out concept. This article is devoted to the organizational, economic, and regulatory issues of groundwater extraction by individuals for their own needs in the Russian Federation. A comparative analysis of the state approach to groundwater extraction by private individuals in other states (mainly in the example of Germany and China) is made. The latest trends in legislation in this area are analyzed, shortcomings in the system of state regulation of groundwater use are identified, and mechanisms for legalizing the activities of individual water users are proposed. Global groundwater regulation should be based on rationality, control, safety, protection, sustainability, and future generations’ care.
Е.И. ГОЛОВИНА, В.С. ХЛОПОНИНА, П.П. ЦЫГЛЯНУ, Жуньчу ЧЖУ
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
Пресные подземные воды, являясь важнейшим компонентом глобальных водных ресурсов и особым видом минерального богатства, обладают целым набором свойств, влияющих на социальную инфраструктуру, экономику и экологическое благополучие населения. В то же время подземные воды уязвимы и ограничены, несмотря на их восполняемый характер и огромные запасы. В последнее время в некоторых странах активно распространяется практика добычи подземных вод частными лицами на своей территории, но не во всех государствах это считается допустимым и закреплено в национальных нормативных актах. Неконтролируемая эксплуатация водоносных горизонтов мелкими водопользователями может повлиять на сохранность экосистем и истощение запасов питьевой подземной воды. В связи с этим государственная политика и система регулирования доступа к ресурсам подземных вод для всех недропользователей должны основываться на продуманной концепции. Данная статья посвящена организационным, экономическим и нормативно-правовым вопросам добычи подземных вод физическими лицами для собственных нужд в Российской Федерации. Проведен сравнительный анализ государственного подхода к добыче подземных вод физическими лицами в других государствах (в основном на примере Германии и Китая). Проанализированы последние тенденции в законодательстве в этой области, выявлены недостатки в системе государственного регулирования использования подземных вод, предложены механизмы легализации деятельности индивидуальных водопользователей. Глобальное регулирование использования подземных вод должно основываться на рациональности, контроле, безопасности, охране, устойчивости и заботе о будущих поколениях.
Sergey E. BARYKIN1 *, Larisa N. BORISOGLEBSKAYA2, Vyacheslav V. PROVOTOROV3, Irina V. KAPUSTINA1, Sergey M. SERGEEV1, Elena DE LA POZA PLAZA4 and Lilya A. SAYCHENKO5
1 Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, Saint Petersburg, Russia
2 Orel State University, Orel, Russia
3 Voronezh State University, Voronezh, Russia
4 Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain
5 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
Globalization has given a powerful impetus to the development of international commercial activity and logistics management systems taking full advantage of cross-border networking. The solution lies at the intersection of information technologies, technical means of machine-to-machine (M2M) interaction, mobile high-speed networks, geolocation, cloud services, and a number of international standards. The current trend towards creating digital logistics platforms has set a number of serious challenges for developers. The most important requirement is the condition of sustainability of the obtained solutions with respect to disturbances in the conditions of logistics activities caused not only by market uncertainty but also by a whole set of unfavorable factors accompanying the transportation process. Within the framework of the presented research, the problem of obtaining the conditions for the stability of solutions obtained on the basis of mathematical models is set. At the same time, the processes of transferring not only discrete but also continuous material flows through complex structured networks are taken into account. This study contains the results of the analysis of the stability of solutions of differential systems of various types that simulate the transfer processes in network media. Initial boundary value problems for evolutionary equations and differential-difference systems are relevant in logistics, both for the discrete transportation of a wide range of goods and for the quasi-continuous transportation of, for example, liquid hydrocarbons. The criterion for the work of a logistics operator is the integral functional. For the mathematical description of the transport process of continuous and discrete media, a wide class of integrable functions are used, which adequately describe the transport of media with a complex internal rheological structure.
С.Е. БАРЫКИН1 *, Л.Н. БОРИСОГЛЕБСКАЯ2, В.В. ПРОВОТОРОВ3, И.В. КАПУСТИНА1, С.М. СЕРГЕЕВ1, Е. ДЕ ЛА ПОЗА ПЛАЗА4, Л.А. САЙЧЕНКО5
1 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2 Орловский государственный университет, Орел, Россия
3 Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
4 Политехнический университет Валенсии, Валенсия, Испания
5 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
Глобализация дала мощный импульс развитию международной коммерческой деятельности и систем управления логистикой, использующих все преимущества трансграничного сетевого взаимодействия. Решение находится на стыке информационных технологий, технических средств межмашинного взаимодействия (М2М), высокоскоростных мобильных сетей, геолокации, облачных сервисов и ряда международных стандартов. Современная тенденция к созданию цифровых логистических платформ ставит перед разработчиками ряд серьезных задач. Важнейшим требованием является условие устойчивости полученных решений к возмущениям условий логистической деятельности, вызванным не только рыночной неопределенностью, но и целым комплексом неблагоприятных факторов, сопровождающих транспортный процесс. В рамках представленного исследования ставится задача получения условий устойчивости решений, полученных на основе математических моделей. При этом учитываются процессы передачи не только дискретных, но и непрерывных материальных потоков по сложно структурированным сетям. В работе приводятся результаты анализа устойчивости решений дифференциальных систем различных типов, моделирующих процессы переноса в сетевых средах. Начально-краевые задачи для эволюционных уравнений и дифференциально-разностных систем актуальны в логистике, как для дискретной транспортировки широкой номенклатуры грузов, так и для квазинепрерывной транспортировки, например, жидких углеводородов. Критерием работы логистического оператора является интегральный функционал. Для математического описания процесса транспортировки непрерывных и дискретных сред используется широкий класс интегрируемых функций, которые адекватно описывают транспортировку сред со сложной внутренней реологической структурой.
Sergey E. BARYKIN1 *, Elena A. SMIRNOVA2, Dan CHZHAO2, Irina V. KAPUSTINA1, Sergey M. SERGEEV1, Yuri Yu. MIKHALCHEVSKY3, Alexander V. GUBENKO3, Gennady A. KOSTIN3, Elena DE LA POZA PLAZA4, Lilya А. SAYCHENKO5 and Nikita MOISEEV6
1 Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, Saint Petersburg, Russia
2 Saint Petersburg State University of Economics, Saint Petersburg, Russia
3 Saint Petersburg State University of Civil Aviation, Saint Petersburg, Russia
4 Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain
5 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
6 Plekhanov Russian University of Economics, Moscow, Russia
The goals of real business in the context of the digital transformation of international logistics networks and marketing channels have necessitated the application of a scientifically based theoretical approach to the development of a formalized description acceptable for predictive planning based on leading indicators. In the context of globalization and interstate and regional economic unions, this will lead to achieving the maximum end-to-end integration of digital platforms. Based on the analysis, the article presents the integration of digital logistics and marketing approaches with the mathematical models of the ecosystem organization of economic relations. The features of the organization of economic relations between contractors involved in the execution of virtual transactions and the material movement of resources were analyzed. The researchers considered prerequisites for the analytical description of interconnections between the participants of digital platforms in cross border e-commerce. The authors’ approach is based on the idea of both a sales funnel in marketing and a conversion funnel in digital transformation. Considering the integration of logistics and marketing, authors offer the definition of business echelons as stages of the consumer value creation. The theoretical contribution of this article consists in constructing a mathematical description of business echelons along the entire value chain. The developed analytical description of business echelons is acceptable both for embedding a digital management support system into various software products, and for conducting in-depth analysis and finding optimal solutions.
С.Е. БАРЫКИН1 *, Е.А. СМИРНОВА2, Дань ЧЖАО2, И.В. КАПУСТИНА1, С.М. СЕРГЕЕВ1, Ю.Ю. МИХАЛЬЧЕВСКИЙ3, А.В. ГУБЕНКО3, Г.А. КОСТИН3, Е. ДЕ ЛА ПОЗА ПЛАЗА4, Л.А. САЙЧЕНКО5, Н. МОИСЕЕВ6
1 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2 Санкт-Петербургский государственный экономический университет, Санкт-Петербург, Россия
3 Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации, Санкт-Петербург, Россия
4 Политехнический университет Валенсии, Валенсия, Испания
5 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
6 Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова, Москва, Россия
Цели реального бизнеса в условиях цифровой трансформации международных логистических сетей и маркетинговых каналов обусловили необходимость применения научно- обоснованного теоретического подхода к разработке формализованного описания, приемлемого для прогнозного планирования на основе опережающих индикаторов. В условиях глобализации и межгосударственных и региональных экономических союзов это приведет к достижению максимальной сквозной интеграции цифровых платформ. На основе проведенного анализа в статье представлена интеграция подходов цифровой логистики и маркетинга с математическими моделями экосистемной организации экономических отношений. Проанализированы особенности организации экономических отношений между контрагентами, участвующими в совершении виртуальных транзакций и материальном перемещении ресурсов. Исследователи рассмотрели предпосылки для аналитического описания взаимосвязей между участниками цифровых платформ в трансграничной электронной коммерции. В основе авторского подхода лежит идея воронки продаж в маркетинге и воронки конверсии в цифровой трансформации. Учитывая интеграцию логистики и маркетинга, авторы предлагают определение бизнес-эшелонов как этапов создания потребительской ценности. Теоретический вклад данной статьи заключается в построении математического описания бизнес-эшелонов по всей цепочке создания ценности. Разработанное аналитическое описание бизнес-эшелонов приемлемо как для встраивания системы поддержки цифрового управления в различные программные продукты, так и для проведения глубокого анализа и поиска оптимальных решений.
Alexey E. CHEREPOVITSYN and Andrey P. LEBEDEV
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
The relevance of the study lies in the fact that with the depletion of conventional oil and gas reserves and an increase in the global demand for hydrocarbons, the focus of the industrial sector is gradually shifting towards the resources of the Arctic, which have tremendous potential for development. However, the current industrial policy has to take into account the concept of sustainable development, or harmony between economy, ecology, and society. Therefore, the extraction of raw materials must obey the principles of the circular economy, which aims to generate closed-loop cycles that maximize the use of the resources extracted and minimize waste generation so as not to destroy fragile ecosystems. It is necessary to drill wells for the discovery of a hydrocarbon deposit on the shelf, which entails the generation of a tremendous amount of complex waste. The use of disposal methods for drilling cuttings, which must be disposed of economically and with environmental reliability, is required to solve the problem. This study compares two methods of disposing of drilling waste. Statistical modeling results and a review of the literature show that the most effective method from both economic and environmental points of view is the thermomechanical cleaning of cuttings on site. This article discusses the advantages and disadvantages of both methods. It also evaluates drilling waste management prospects and opportunities for Russian offshore fields.
А.Е. ЧЕРЕПОВИЦЫН, А.П. ЛЕБЕДЕВ
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
Актуальность исследования заключается в том, что в условиях истощения традиционных запасов нефти и газа и роста мирового спроса на углеводороды фокус промышленного сектора постепенно смещается в сторону ресурсов Арктики, обладающих огромным потенциалом для освоения. Однако современная промышленная политика должна учитывать концепцию устойчивого развития, или гармонии между экономикой, экологией и обществом. Поэтому добыча сырья должна подчиняться принципам циркулярной экономики, которая направлена на создание замкнутых циклов, позволяющих максимально использовать добытые ресурсы и минимизировать образование отходов, чтобы не разрушать хрупкие экосистемы. Для открытия месторождения углеводородов на шельфе необходимо бурение скважин, что влечет за собой образование огромного количества сложных отходов. Для решения проблемы требуется применение методов утилизации бурового шлама, который должен быть утилизирован экономично и с экологической надежностью. В данном исследовании сравниваются два метода утилизации отходов бурения. Результаты статистического моделирования и обзор литературы показывают, что наиболее эффективным методом как с экономической, так и с экологической точки зрения является термомеханическая очистка шлама на месте. В данной статье рассматриваются преимущества и недостатки обоих методов. В ней также оцениваются перспективы и возможности утилизации отходов бурения на российских морских месторождениях.
Yury V. ILYUSHIN and Mir-Amal M. ASADULAGI
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
Uncontrolled, intensive extraction of water from mineral water deposits can lead to negative consequences, the penetration of sewage beyond the water-resistant layers, the destruction of the structure of aquifers and the further loss of the mineral water source. This paper deals with the issues of control of hydrodynamic processes under random impacts in the aquifers of mineral water deposits using mathematical models. The analysis of the technological process of mineral water extraction and statistical analysis of retrospective monitoring data of the deposit were carried out in order to confirm the hypothesis of the stationarity of the processes under consideration. A mathematical model of hydrogeological processes occurring under random disturbances has been constructed. The influence of such disturbances is expressed in deviations of the head in the aquifer from the desired value. Controlling consists of maintaining the head of aquifers at a given level in order to preserve the hydro-mineral base of the region. Lumped and distributed controllers are proposed as corrective blocks, the parameters of which are calculated by frequency methods of controller synthesis. The use of a closed loop control system minimizes the influence of random effects.
Ю.В. ИЛЬЮШИН, М.‑А.М. АСАДУЛАГИ
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
Неконтролируемый интенсивный водозабор из месторождений минеральных вод может привести к негативным последствиям, проникновению сточных вод за пределы водоупорных слоев, разрушению структуры водоносных горизонтов и дальнейшей потере источника минеральных вод в целом. В данной статье рассматриваются вопросы управления гидродинамическими процессами при случайных воздействиях в водоносных горизонтах месторождений минеральных вод с использованием математических моделей. Проведен анализ технологического процесса добычи минеральных вод и статистический анализ данных ретроспективного мониторинга с целью подтверждения гипотезы о стационарности рассматриваемых процессов. На основе полученных данных была построена математическая модель гидрогеологических процессов, протекающих при случайных возмущениях. Влияние таких возмущений выражается в отклонениях напора в водоносном горизонте от заданного значения. Управление заключается в поддержании напора в водоносном горизонте на заданном уровне с целью сохранения гидроминеральной базы региона. В качестве корректирующих блоков предлагаются кусковые и распределенные регуляторы, параметры которых рассчитываются частотными методами синтеза контроллеров. Использование замкнутой системы управления позволяет минимизировать влияние случайных эффектов.
Daria D. BELIKOVA and Ravil N. SAFIULLIN
St. Petersburg Mining University, St. Petersburg 199106, Russia
In this article, the authors reviewed the existing system of weight control of heavy vehicles in the Russian Federation. In this research, the main shortcomings of the system, which prevent its effective functioning in relation to the use of road infrastructure, were determined. To solve these problems, we developed a model of the functionality of a telematic automated system of weight control of heavy vehicles, as well as defining the optimization tasks of the transportation process. Mathematical modeling of the operational factors that influence the system of weight control of heavy vehicles on roads was carried out. As a result of the research, the most significant parameters that have the greatest impact on the efficiency of the road were determined. By means of these parameters, it is feasible to choose suitable hardware and equipment for a weight control system. The methodology of developing automatic points for the weight control of heavy loads during road transportation was formulated. As a result of the study, it was concluded that the introduction of a telematic automated system of weight control of heavy vehicles would increase the efficiency of road transport on the highway by positively affecting its basic transport and performance indicators.
Д.Д. БЕЛИКОВА, Р.Н. САФИУЛЛИН
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
В данной статье авторы рассмотрели существующую систему весового контроля грузовых транспортных средств в Российской Федерации. В ходе исследования были определены основные недостатки системы, препятствующие ее эффективному функционированию в части использования дорожной инфраструктуры. Для решения этих проблем была разработана модель функциональных возможностей телематической автоматизированной системы весового контроля грузовых транспортных средств, а также определены задачи оптимизации перевозочного процесса. Проведено математическое моделирование эксплуатационных факторов, влияющих на работу системы весового контроля грузовых транспортных средств на автомобильных дорогах. В результате исследования были определены наиболее значимые параметры, оказывающие наибольшее влияние на эффективность работы дороги. С помощью этих параметров можно выбрать подходящую аппаратуру и оборудование для системы весового контроля. Сформулирована методика разработки автоматических пунктов весового контроля тяжелых грузов при автомобильных перевозках. В результате исследования был сделан вывод о том, что внедрение телематической автоматизированной системы весового контроля грузовых транспортных средств позволит повысить эффективность автомобильных перевозок на автомагистрали за счет положительного влияния на ее основные транспортно‑эксплуатационные показатели.
Yuriy L. ZHUKOVSKIY, Pavel S. TSVETKOV, Aleksandra D. BULDYSKO, Yana M. MALKOVA, Antonina D. STOIANOVA and Anastasia A KOSHENKOVA
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia
The 21st century is characterized not only by large-scale transformations but also by the speed with which they occur. Transformations – political, economic, social, technological, environmental, and legal-in synergy have always been a catalyst for reactions in society. The field of energy supply, like many others, is extremely susceptible to the external influence of such factors. To a large extent, this applies to remote (especially from the position of energy supply) regions. The authors outline an approach to justifying the development of the Arctic energy infrastructure through an analysis of the demand for the amount of energy consumed and energy sources, taking into account global trends. The methodology is based on scenario modeling of technological demand. It is based on a study of the specific needs of consumers, available technologies, and identified risks. The paper proposes development scenarios and presents a model that takes them into account. Modeling results show that in all scenarios, up to 50% of the energy balance in 2035 will take gas, but the role of carbon-free energy sources will increase. The mathematical model allowed forecasting the demand for energy types by certain types of consumers, which makes it possible to determine the vector of development and stimulation of certain types of resources for energy production in the Arctic. The model enables considering not only the growth but also the decline in demand for certain types of consumers under different scenarios. In addition, authors’ forecasts, through further modernization of the energy sector in the Arctic region, can contribute to the creation of prerequisites that will be stimulating and profitable for the growth of investment in sustainable energy sources to supply consumers. The scientific significance of the work lies in the application of a consistent hybrid modeling approach to forecasting demand for energy resources in the Arctic region. The results of the study are useful in drafting a scenario of regional development, taking into account the Sustainable Development Goals, as well as identifying areas of technology and energy infrastructure stimulation.
Ю.Л. ЖУКОВСКИЙ, П.С. ЦВЕТКОВ, А.Д. БУЛДЫСКО, Я.М. МАЛЬКОВА, А.Д. СТОЯНОВА, А.А. КОШЕНКОВА
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
XXI век характеризуется не только масштабными преобразованиями, но и скоростью, с которой они происходят. Трансформации – политические, экономические, социальные, технологические, экологические, правовые – во взаимодействии друг с другом всегда являлись катализатором реакций в обществе. Сфера энергоснабжения, как и многие другие, чрезвычайно подвержена внешнему воздействию таких факторов. В значительной степени это относится и к удаленным (особенно с позиции энергоснабжения) регионам. Авторы излагают подход к обоснованию развития энергетической инфраструктуры Арктики на основе анализа спроса на количество потребляемой энергии и источников энергии с учетом мировых тенденций. Методология основана на сценарном моделировании технологического спроса. Она базируется на изучении специфических потребностей потребителей, имеющихся технологий и выявленных рисков. В работе предложены сценарии развития и представлена модель, учитывающая их. Результаты моделирования показывают, что во всех сценариях до 50 % энергобаланса в 2035 году будет занимать газ, но при этом возрастет роль безуглеродных источников энергии. Математическая модель позволила спрогнозировать спрос на виды энергии со стороны отдельных типов потребителей, что дает возможность определить вектор развития и стимулирования отдельных видов ресурсов для производства энергии в Арктике. Модель позволяет учитывать не только рост, но и снижение спроса для отдельных видов потребителей при различных сценариях. Кроме того, авторские прогнозы, благодаря дальнейшей модернизации энергетического сектора в Арктическом регионе, могут способствовать созданию предпосылок, стимулирующих и выгодных для роста инвестиций в устойчивые источники энергии для обеспечения потребителей. Научная значимость работы заключается в применении последовательного гибридного модельного подхода к прогнозированию спроса на энергоресурсы в Арктическом регионе. Результаты исследования полезны при разработке сценария развития региона с учетом Целей устойчивого развития, а также при определении направлений стимулирования развития технологий и энергетической инфраструктуры.
