Автореферат (Методология обеспечения энергетической безопасности при многоуровневом управлении территориальными общеэнергетическими системами), страница 4

Проведенный статистический анализ данных изразличных официальных источников показал, что объем производства основныхэнергетических ресурсов в стране составляет около 1900 млн. т.у.т., из них на органическоетопливо приходится 1770 млн. т.у.т. (89%), приблизительно 40% которого экспортируется(47% - нефть, 32% - природный газ, 41% - уголь). Потребление энергетических ресурсовсоставляет около 964 млн. т.у.т., из них 740 млн. т.у.т. (77%) расходуется на энергетическихустановках при производстве преобразованных видов энергии (380 млн.

т.у.т. в качествекотельно-печноготоплива).Органическоетопливопревалируетвструктуреэнергопотребления, образуя долю более 87%. Возобновляемая энергетика вэнергопотреблении представлена в основном гидроэнергией (99%), на долю геотермальнойэнергии, ветра и солнца приходится не более 1% с учетом энергетики Крыма.Балансовая структура характеризует распределение энергетических ресурсов по видамэнергогенерирующих установок (электростанции, котельные) и энергетической продукции(электроэнергия, тепло) по типу потребителей.

Среди энергогенерирующих установок можновыделить установки с выработкой электроэнергии, комбинированного производстваэнергетической продукции и выработкой тепла. Анализ распределения органическихресурсов по видам энергоустановок страны показал, что около 60% органического топливаприходится на установки с выработкой тепла (28% - на установки с выработкойэлектроэнергии, 12% - на установки комбинированного производства), что обусловленоклиматическими факторами.

При этом на установках комбинированного производствавырабатывается более 40% энергетической продукции, что с учетом их низкого потребленияэнергоресурсов при работе в теплофикационном цикле, говорит об особой роли данного видагенерации в обеспечении экономичной работы энергосистемы. Основными потребителямиэнергии являются промышленность (46% - электроэнергия, 47% - тепло), сфера услуг (20% электроэнергия, 14% - тепло) и население (14% - электроэнергия, 38% - тепло).Если производственная и балансовая структура описывают отраслевые связи междуфункциональными системами энергетики и потребителями, то организационная структураобщеэнергетической системы характеризует ее с позиции единства функций управления.Выделение уровней организации управления позволило провести классификациюобщеэнергетических систем, на основе которой определить масштаб решаемой научнойзадачи и конкретизировать границы исследования.

Классификация общеэнергетическихсистем согласно уровням организации управления, представлена на Рисунке 1.10ОБЩЕЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМАМеждународногоэкономическогопространстваТерриториальноадминистративногообразованияСтраныМакрорегионаРегионаЭкономическогорайона (12)Субъекта страны(85)ПредприятияУзлаГорода и поселкагородского типа(2386)Сельскогонаселенного пункта(153125)ПромышленногоузлаРисунок 1 – Классификация общеэнергетических систем согласно уровням организацииуправленияСистема топливообеспеченияСистемагазоснабженияСистема электроснабженияЭлектрическиесетиПотребителиэлектрическойэнергииГенерацияСистема теплоснабженияРынок теплаСистемауглеснабженияРынок энергоресурсовСистеманефтеснабженияЭлектрическаячастьРынокэлектроэнергииСогласно приведенной классификации, общеэнергетические системы можнорассматривать на межгосударственном, государственном и территориальном уровне, а такжеуровне управления предприятием.

Особый интерес представляет территориальный уровеньввиду продолжающейся либерализации и реструктуризации отраслей энергетики иизменения характера взаимоотношений между субъектами рынка. Одновременно рольтерриториальных исследований развития энергетики усиливает глобализация энергетики,изменяющая структуру энергоснабжения и ужесточающая требования к обеспечениюэнергобезопасности на территориальном уровне ввиду возрастания неопределенностивлияния внешних факторов.Для обобщения территориального уровня исследования энергетики в работеприменяется понятие территориально-административного образования.

Под территориальноадминистративным образованием понимается территориальная единица или ихсовокупность, характеризующаяся территориальными связями и хозяйственным единством,которую можно выделить в границах государственных и муниципальных задач управления,решение которых направлено на обеспечение жизнедеятельности местного населения. Быливыделены территориально-административные образования в виде макрорегиона(экономического района), региона (субъекта страны), узла (города, населенного пункта,промышленного узла), общеэнергетические системы которых рассматриваются в работе.Как совокупность систем энергетики и связывающих их производственнохозяйственных отношений в рыночных условиях общеэнергетическая систематерриториально-административного образования представлена на Рисунке 2.ТепловаячастьТепловые сетиПотребителитепловойэнергииРисунок 2 – Обобщенная модель общеэнергетической системы в виде взаимосвязанныхсистем энергетики11Ввиду большого разнообразия общеэнергетических систем для их исследования вкачестве объектов управления требуется проведение их типологизации.Одним из признанных подходов к группировке энергосистем является исследование ихдифференциации по удельному потреблению энергетических ресурсов и электроэнергии.Повышенные затраты энергии на человека характеризуют энергонасыщенность региона иразвитость его общеэнергетической системы с позиции производственно-технологическогопотенциала и энергетических связей.

На Рисунке 3 представлено распределение регионовстраны по удельным затратам ТЭР и удельной энергоемкости ВРП.ЭнергоемкостьВРПявляетсяважнымпоказателем,характеризующимэнергобезопасность территориального образования. При удельных затратах энергии до 5т.у.т./чел высокая энергоемкость ВРП обусловлена технологической отсталостьютерриториальной общеэнергетической системы и потребностью в повышенииэнерговооруженности экономики. В случае удельных затрат энергии свыше 8 т.у.т./челвысокая энергоемкость ВРП уже вызвана низкой реализацией потенциала энергосбережения.По последним данным Федеральной службы государственной статистики энергоемкостьвалового продукта страны составляет 14 кг у.т./ тыс. руб.Энергоемкость ВРП, (кг у.т./тыс.

руб.)45403530252015105002468101214Удельные затраты энергии, т.у.т./чел.161820Рисунок 3 - Распределение регионов по удельным затратам ТЭР и энергоемкости ВРПСущественным недостатком приведенного подхода является отсутствие учета пригруппировке наличия значительных отличий в производственной структуре и условияхфункционирования энергосистем, что не позволяет формировать точные суждения опричинах их высокой энергоемкости. Данные отличия позволяет учесть разработаннаяметодология типологизации энергосистем территориальных образований, в основекоторой лежит проведение многомерного статистического анализа их структурныхсвойств и условий функционирования.В основу типологизации легли следующие ключевые признаки, характеризующиеособенности энергоснабжения территориально-административного образования: структурные внешние (наличие или отсутствие внешних связей), структурные внутренние (структура доступных энергоресурсов, производства ипотребления энергетической продукции), балансовые (энергодефицитные, энергоизбыточные по энергоресурсам и продукции), климатические (климатические районы и подрайоны).Результаты многомерного статистического анализа общеэнергетических системрегионов, полученные методом кластеризации k-средних, представлены в Таблице 1.12Таблица 1 – Результаты кластеризации общеэнергетических систем регионовСистема критериев энергосистемыГруппы регионовI II III IV V VI VIIВнешние связиотсутствуют+ +имеются+++ ++Види транспортируем газ+++происхождениеое топливоугольтопливаместное топливо газ+ ++уголь + +++ядерное топливо+гидроэнергия+++ +Схема производства комбинированная+ + +++ ++раздельная++++Производственныеизбыток+ +++мощностинедостаток+++Потребность в тепле умеренная+++высокая+ +++Плотностьнизкая+электропотребления высокая+ +++ ++VIII+++++++Группы I и II представляют типы энергосистем территориально-изолированныхрегионов, характеризуемых соответственно: широким применением возобновляемых источников энергии (в первую очередь,гидроэнергии) (Камчатский край, Республика Саха, Чукотский АО), наличием ярко выраженных ТЭС, производящих преимущественно электроэнергию(КЭС) (Магаданская область, Сахалинская область).Общими чертами энергосистем изолированных регионов являются высокая плотностьэлектропотребления и потребность в тепловой энергии.

Им свойственен избытокпроизводственных мощностей, широкое применение теплофикации и использованиеместных энергоресурсов. Разграничивающей чертой является применение возобновляемыхисточников (в первую очередь, гидроэнергии) в электроснабжении. При ее освоении доляТЭС, производящих только электроэнергию, значительно снижается.Группы III – VIII представляют типы энергосистем открытых регионов: с источниками энергии на органическом топливе, дефицитные и слабодиверсифицированные по энергоресурсам и недостаточными энергомощностями сумеренным потреблением тепла и низкой плотностью графика электроснабжения(регионы непроизводственной сферы европейской части страны) (19 субъектов), с источниками энергии на органическом топливе, слабо диверсифицированные поэнергоресурсам и достаточными или дефицитными энергомощностями с умереннымпотреблением тепла и снижающейся плотностью графика электроснабжения(постпромышленные регионы европейской части страны) (23 субъекта), преимущественно на атомной и (или) гидроэнергии с применением органическоготоплива в системах теплоснабжения, слабо диверсифицированные по энергоресурсами достаточными энергомощностями с умеренным потреблением тепла и высокойплотностью графика электроснабжения (промышленные регионы европейской частистраны) (15 субъектов), с крупными источниками энергии на органическом топливе (и гидроэнергии),избыточные и слабо диверсифицированные по энергоресурсам и недостаточнымиэнергомощностями с высоким потреблением тепла и высокой плотностью графикаэлектроснабжения (энергоемкие промышленно-сырьевые регионы азиатской частистраны) (11 субъектов),13с источниками энергии на органическом топливе, достаточные по энергоресурсам иизбыточными энергомощностями с высоким потреблением тепла и высокойплотностью графика электроснабжения (промышленные регионы азиатской частистраны со снижающимися масштабами производства) (7 субъектов), с источниками энергии на органическом топливе и (или) малыми каскадамигидроэлектростанций, дефицитные и слабо диверсифицированные по энергоресурсами недостаточными энергомощностями с высоким потреблением тепла и низкойплотностью графика электроснабжения (регионы непроизводственной сферыазиатской части страны) (5 субъектов).Среди общих черт общеэнергетических систем регионов следует выделить: сильную зависимость от органического топлива (присутствует в энергобалансах всехрегионов и в более 88% из них является основным), слабую диверсифицированность по энергоресурсам (90% ресурсов приходится наазиатскую часть страны; при этом 86% добычи газа вывозится за пределы азиатскойчасти и используется в энергоснабжении европейских регионов (62%)), неоднородную производственную структуру с ярко выраженным комбинированнымпроизводством энергии (производство сосредоточено на ТЭС (66%); в европейскойчасти их дополняют АЭС и ГЭС, в азиатских регионах – крупные ГЭС; производствона ТЭЦ является ключевым в 97% энергосистем), дефицитность (70%) или избыточность по производственным мощностям(обусловлено наличием внешних связей у большинства энергосистем регионов (92%)и их инерционностью развития), умеренной или высокой потребностью в тепловой энергии и постепеннымразуплотнением графика электрической нагрузки (разуплотнение электрическойнагрузки вызвано снижением доли промышленности (и ее энергоемкости) в структуреэнергопотребления; при этом промышленность остается основным потребителем в67% регионов).Выявленные различия в структуре и особенностях функционирования энергосистемрегионов позволили выделить приоритетные стратегии сокращения энергоемкости ВРП длякаждой из сформированных групп энергосистем регионов (Таблица 2).Таблица 2 – Соотнесение стратегий снижения энергоемкости ВРП с выделенными врезультате типологизации группами энергосистем регионовГруппаПриоритетная стратегия сокращения энергоемкости ВРПIОсвоение энергоэффективных производственных технологий c цельюповышения КПД и КИУМ энергосистемыII, V, VI Снижение потерь энергоресурсов и обеспечение их энергосбережения вэнергетическом сектореIII, VIII Освоение энергоэффективных производственных технологий, повышающихэффективность энергосистемы в условиях неравномерного энергопотребленияIVСнижение энергоемкости производства за счет его реструктуризации и развитиясферы услугVIIВывод старого и неэффективного производственного оборудования изэксплуатации и оптимизация режимов работы энергосистемыРазвитие территориальных общеэнергетических систем направлено на решениепроблемы обеспечения энергобезопасности регионов.