Лесозаготовка в контексте науки

Идейность лозунгов великих советских лет оставила глубокий след на технологической карте лесной отрасли. Десятилетиями не сходили с первых полос передовицы ориентиры, рекорды, имена. Господство хлыстового метода заготовки оставалось непреложным. Но со временем, когда производственные эпопеи режима закончились, советский метод потеснила скандинавская технология. И в лесных массивах России активно стали внедрять сортиментный способ. Одиозность импортного лесозаготовительного оборудования во многих регионах страны возводили в ранг технического чуда, но представители научной диаспоры не спешили идеализировать зарубежный татем и скрупулёзно изучали поведение «иностранцев» в лесных массивах.

Каноны эффективности на паперти реальности

Устойчивое, экономически эффективное развитие лесного сектора неразрывно связано с выбором и обоснованием наиболее оптимальных технологий лесозаготовок, адаптированных к конкретным природнопроизводственным условиям лесных территорий. Сегодня лесозаготовительные предприятия, планируя экономическую эффективность производства древесины, в качестве основного рассматривают критерии «результат — затраты», делая упор на минимизацию затратной части, что отражается на прибыли как основе эффективности. В то же время затратная часть не может являться окончательным условием, так как при выборе технологии лесозаготовок важно учитывать и другие немало важные факторы, влияющие на экономическую эффективность. Среди них выделяют производительность применяемых систем машин и механизмов, качество заготавливаемой древесины, экологические последствия применения этих технологий и техники. Причём все эти факторы должны реализовываться в условиях безубыточности ведения лесозаготовительной деятельности. Поэтому при оценке эффективности применяемых технологий лесозаготовок они рассматриваются комплексно. Безусловно, указанные факторы взаимосвязаны и влияют друг на друга. К примеру, исследование ряда предприятий и оценка эффективности на основе указанных факторов позволила многим научным работникам обосновать экономическую эффективность использования систем лесозаготовительных машин и области их применения.

Для составления полной картины учёные проводили исследования сектора лесозаготовительных предприятий, обеспечивающих объёмы заготовки древесины как в отдельных регионах, так и в рамках державы. Рассматриваемые предприятия практически в каждом случае применяли все основные виды технологий лесозаготовок: заготовка деревьями, хлыстами и сортиментами. И распределение объёмов лесозаготовок по данным технологиям в целом по стране до сих пор остаётся неравномерным.

Хлыстовая технология и заготовка деревьями традиционно используются предприятиями лесопромышленного комплекса с 1950-х годов. Сортиментную технологию в её современном виде предприятия стали постепенно внедрять с начала 1990-х годов. Первоначально она строилась преимущественно на использовании труда вальщиков леса с бензопилами импортного производства и самозагружающегося сортиментовоза. В дальнейшем технология развивалась по пути механизации, то есть основывалась на использовании комплекса лесозаготовительных машин (валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина или харвестер + форвардер). Доля сортиментной технологии начиная с 2000 года заметно начала расти.

Лесные формации в разрезе технологий

В общем виде технология лесозаготовок включает в себя: комплекс лесосечных работ, лесоскладские (на промежуточной лесопогрузочной площадке, верхнем складе) работы, транспортировку лесоматериалов.

Для сортиментной технологии характерны следующие технологические операции: валка деревьев, очистка стволов от сучьев и раскряжёвка хлыстов у «пня» на сортименты, погрузка сортиментов на форвардер и последующая трелёвка в полностью погруженном положении на промежуточную лесопогрузочную площадку или верхний склад, разгрузочные работы, сортировка сортиментов по отдельным штабелям, погрузка сортиментов на лесовозный автотранспорт и вывозка к потребителю.

Хлыстовая технология, в отличие от сортиментной, предполагает валку деревьев с последующей их очисткой от сучьев у «пня», в результате получаются хлысты, которые в дальнейшем трелюют на лесопогрузочную площадку. Там их укладывают в штабеля, а затем загружают на лесовозные автопоезда и транспортируют на нижний склад или площадку лесоперерабатывающего предприятия, где древесину разгружают и подают на обработку и раскряжёвку на сортименты определенного назначения. На нижнем складе дополнительно сортименты формируют в штабеля и погружают на транспортные средства для доставки потребителям. Сучья и отходы перерабатываются на топливную или технологическую щепу.

В научных кругах при оценке эффективности методов лесозаготовки по сей день прослеживается многогранность суждений, не лишённых осмысленного анализа.

«Как известно, леса Скандинавских стран отличаются тем, что большинство из них своевременно пройдены рубками ухода и из-за полного освоения расчётной лесосеки в них практически отсутствуют перестойные леса. В таких лесах произрастают одновозрастные древостои, в которых все деревья примерно одинакового размера и качества. При освоении таких лесов показатели работы системы машин «харвестер-форвардер» достигают наивысших показателей.

Что касается наших лесов, следует отметить, что при освоении расчётной лесосеки на протяжении десятков лет на уровне 20-30%, нам приходится осваивать перестойные леса, в которых не проводились какие-либо рубки ухода.

В наших условиях система машин «харвестер-форвардер», за редким исключением (при работе в борах), никогда не будет работать столь же эффективно, как в Швеции или Финляндии. Именно поэтому эта система машин не является доминирующей в Канаде и США, где леса столь же неухожены, как и у нас», — высказался доктор технических наук, генеральный директор ООО «ГНЦ ЛПКТЭ» Валерий Суханов.

Рассматривая эффективность методов заготовки сквозь призму производительности, необходимо отметить, что производственная программа лесозаготовительного предприятия должна быть выполнена при наименьшей потребности в основных производственных механизмах, поэтому главным показателем их использования является сменная производительность. От этого показателя зависит количество машиносмен для выполнения производственной программы, то есть потребность в механизмах. Чем выше сменная производительность, тем меньше требуется машиносмен, а значит, и механизмов. Кроме того, на основе данной производительности рассчитывается обобщающий показатель использования основных механизмов — выработка на списочную единицу техники.

Несколько иная точка зрения относительно эффективности современных технологий лесозаготовок сложилась у карельских ученых. В научном исследовательском проекте «Лесозаготовки и логистика в России — в фокусе научные исследования и бизнес-возможности» они отмечают: «В России значительный прогресс был сделан в последнюю декаду в применении сортиментного метода и его механизации, особенно на севере Европейской части России. Лесозаготовительные системы для сортиментного метода по сравнению с системами для хлыстового метода и заготовки деревьями снижают потребности в рабочей силе, улучшают безопасность труда и уменьшают риск для окружающей среды и размеры погрузочных площадок. На практике машинизированная система для заготовки древесины деревьями, состоящая из валочно-пакетирующей машины, трелёвочного трактора и сучкорезной машины или процессора, имеет бóльшую производительность по сравнению с системой для сортиментной заготовки на основе однозахватного харвестера и форвардера, так как каждая операция осуществляется специализированной машиной. Проведённые исследования показали, что затраты при применении сортиментного метода лесозаготовки на 8–33% больше по сравнению с затратами на заготовку деревьями».

Мнения соратников по научному цеху разделились, и с течением времени полемика вокруг технологий и лесозаготовительного арсенала не только подпитывается новыми мыслями, но и обрастает новыми фактами.

Основными оцениваемыми параметрами, к примеру, в Северо-Западном регионе избрали годовой объём заготовки и производительность на лесозаготовительных работах по основным операциям лесосечных работ. В рамках исследования была определена средняя выработка на машиносмену по нескольким технологиям.

На чаше весов — производительность

В процессе научных изысканий группа ученых, работавших в Северо-Западном регионе, выявила, что наибольшей производительностью характеризуется машинизированная технология заготовки целыми деревьями, а наименьшей — хлыстовая механизированная. В тоже время именно по машинизированной технологии деревьями наблюдается наибольший разброс производительности по предприятиям, что вызвано недостаточно эффективным планированием организации лесосечных работ, перерывами в ожидании перебазирования техники с делянки на делянку, большими сроками ремонтных работ в силу недостаточно развитой системы технического сервиса системы машин, работающей по данной технологии. Наименьший диапазон наблюдается по хлыстовой механизированной технологии, что обусловлено традиционностью её использования и отсутствием резервов повышения производительности. Производительность по сортиментной машинизированной технологии выше, чем по технологии сортиментной механизированной, у которой наблюдается наибольший диапазон по выработке.

На лесозаготовках все расходы по выполнению лесосечных работ при производстве круглых лесоматериалов в каждом периоде складываются из текущих расходов и части единовременных расходов, относимых на продукцию, изготовляемую в данном периоде. В рамках исследования в структуре прямых эксплуатационных затрат учитываются только прямые затраты именно на заготовку круглых лесоматериалов и без учёта затрат на подготовку производства, покупную древесину, а также доля общеуправленческих расходов, традиционно относимая к прямым затратам. Иными словами, принимаются во внимание только те затраты, которые формируются от «пня» до верхнего склада: оплата труда с отчислениями производственных рабочих, амортизация используемых машин и механизмов, затраты на топливосмазочные материалы, затраты на техническое обслуживание и ремонт, прочие затраты, включая лизинг лесосечных машин и механизмов (а также износ МБП, резины, затраты на тросы, блоки и прочее). То есть только узкий круг прямых затрат, приходящихся на единицу работ (руб./м3). Наименьшие удельные затраты показывают машинизированная и механизированная технологии заготовки деревьями, что вызвано их высокой производительностью. При этом диапазон затрат по предприятиям изменяется незначительно. В то же время наибольший уровень затрат характерен для машинизированной и механизированной сортиментных технологий, но при условии грамотной организации лесосечных работ и высокой производительности техники они могут иметь меньшие показатели затрат по сравнению с другими методами заготовки леса.

Анализ по технико-экономическим факторам позволяет оценить минимальный уровень производства круглых лесоматериалов, который обеспечивает безубыточность использования системы машин.

Оценивая структуру затрат по технико-экономическим факторам, исследователи утверждают, что наибольшие постоянные затраты свойственны сортиментной машинизированной технологии. Основной причиной является то, что средний возраст используемой техники ничтожно мал, и чаще всего данная система машин приобретается по лизингу, что значительно увеличивает затраты в первые 3-5 лет использования техники за счёт увеличенной амортизации (до 40% в структуре затрат). Сортиментная механизированная технология также обеспечивает приемлемый уровень затрат, причём постоянные затраты составляют 16%, так как в данной технологии используется меньшее количество единиц техники, а переменные затраты в основном формируются за счёт затрат на оплату труда с отчислениями и материальных затрат. Структура удельных затрат на заготовку лесоматериалов по хлыстовой механизированной технологии такова: 16% — постоянные затраты и 84% — переменные, которые также в основном состоят из затрат на оплату труда с отчислениями и материальных затрат. Затраты по традиционной хлыстовой механизированной технологии (86% — переменные, 14% — постоянные) в основном также формируются за счёт затрат на оплату труда и материальных затрат, причём в связи с сильным износом используемой техники величина амортизационных отчислений при данной технологии меньше, чем по другим технологиям. Негативное влияние на уровень себестоимости продукции оказывает традиционный вариант технологического процесса, включающий, помимо комплекса лесосечных работ и вывозки также и нижнескладские работы. Учитывая высокую стоимость используемого оборудования, большую степень его изношенности и низкий коэффициент использования, можно говорить о том, что данные технологии являются более затратными по сравнению с другими технологиями. В то время как сортиментная технология позволяет получать готовую продукцию практически на верхнем складе, хлыстовая технология и технология деревьями включают, помимо комплекса лесосечных работ и вывозки, также и нижнескладские работы, поэтому данные технологии оказывают далеко не положительное воздействие на экономику предприятия.

Качество в разрезе заготовительных технологий

Лесозаготовительные работы неизбежно оказывают влияние и на качество заготовленных круглых лесоматериалов. Согласно анализу, наиболее высокое качество заготовленных сортиментов (процент брака — около 3%) обеспечивает сортиментная технология во всех исследованных районах Карелии, которые существенно отличаются породным составом древостоя. Технологии деревьями показали приемлемое качество сортиментов (процент брака — 4-5%). Качество заготовленных стволов по сортиментной технологии в летний сезон было низким (процент брака — 8-10% и 7-8% соответственно). При заготовке леса зачастую происходят нарушения технологий работы, что соответственно приводит к появлению дефектов получаемых лесоматериалов.

В рамках исследования были установлены наиболее часто встречающиеся дефекты технологий (по классификации О. И. Полубояринова):

• дефекты обработки: сучья, сколы, отщепы, трещины: механические повреждения, причиненные сучкорезно-протаскивающим механизмом харвестерной головки при обрезке сучьев: вырывы и задиры.
• дефекты обработки (поперечного перерезания): сколы, отщепы и трещины, а также механические повреждения (запилы) сортиментов пилой и грейферным захватом форвардера.
• механические повреждения: вырывы, задиры, запилы и зарубы; загрязнения почвой в летний сезон заготовки.
• дефекты обработки, такие как сколы, отщепы, трещины и сучья: механические повреждения: запилы, вырывы и задиры.

Таким образом, для повышения качества заготовляемых круглых лесоматериалов по всем технологиям лесозаготовок следует устранять обнаруженные нарушения и недостатки. А также обратить внимание на подготовку операторов лесных машин и снижение уровня дефектов по всем рассматриваемым технологиям.

Структура технологического процесса лесозаготовок зависит от многих факторов, но значимыми являются также и эколого-лесоводственные требования, выполнение которых способствует формированию благоприятных условий для успешного естественного и искусственного возобновления леса. В связи с возросшими требованиями к экологической совместимости машин с лесной средой актуальным вопросом является учёт влияния техники на лесную экосистему. Результаты бесед со специалистами лесозаготовительных предприятий подтверждают точку зрения, что данный критерий приобретает всё большее значение. Поэтому оценку технологий лесозаготовок необходимо осуществлять посредством выявления воздействия технологических процессов на лесную среду, а именно: сохранность подроста, изменение структуры почвы (уплотнение, уменьшение пористости, минерализация), доля площади делянки, занятая волоками и промплощадками, а также повреждаемость остающегося на доращивание древостоя. В данном случае сортиментные технологии меньше травмируют верхний слой песчаных почвогрунтов, что в условиях, например, хвойных лесов Карелии благоприятствует естественному возобновлению леса.

В то же время технологии деревьями благоприятно сказываются на лесовосстановлении в древостоях с мощным дерновым покровом. При традиционной технологии, в отличие от сортиментной, значительно уплотняется верхний слой, но в то же время не происходит значительного образования колеи. Худшее сохранение подроста обеспечивает система машин по технологии деревьями. Таким образом, результаты исследований позволили учёным сделать вывод, что при сравнении и обосновании применения технологий для конкретных природно-производственных условий необходимо в качестве важнейших индикаторов использовать рассмотренные технико-экономические факторы (качество, производительность и затраты), которые должны реализовываться в условиях соблюдения эколого-лесоводственных требований и безубыточности производства. Взяв за основу вышеуказанный подход, научные сотрудники пришли к заключению, что наиболее перспективной в условиях Северо-Запада страны является сортиментная технология лесозаготовок.

Некоторые учёные отмечают, что переход на сортиментную машинизированную технологию позволяет повысить качество заготавливаемой древесины, сократить затраты на производство и, как следствие, улучшить финансовое положение предприятия и конкурентоспособность продукции. Однако эффективность того или иного метода лесозаготовки не имеет точного адресата, в разных уголках страны мнения учёных не сводятся к единому знаменателю.