Диссертация (1152220), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

Определение возможных альтернативтраектории развития системы в данных состояниях становится одной из основных задачпрогнозирования [76, 80, 88].Исходяизвышеуказанного,можносформироватьметодологическуюосновусовременного территориального и отраслевого прогнозирования:наличиепериодовразвития,характеризующихсяустойчивостью,постепеннымнарастанием противоречий, наступлением кризисного состояния и переходом к системеорганизации с новыми качествами,наличие множества субъектов управления с противоречивыми интересами и ресурсами,которые оказывают существенное влияние на развитие системы,187необходимость системного исследования прямых и обратных связей между отраслями итерриториальной экономикой, диктуемых экономическими и социальными аспектамиразвития системы,наличие внешних факторов ввиду открытости систем,необходимость выявления слабых факторов, которые могут оказать существенноевлияние на траекторию развития системы при ее приближении к критическомусостоянию.Данная методологическая основа выдвигает новые требования к методам экономико-математического прогнозирования и планирования, а также надежности и детализацииформируемых прогнозов.

При этом основой прогнозирования развития энергосистем долженоставаться балансовый метод, ценность которого заключается в возможности установлениясвязей между будущими потребностями территориальных образований в энергетическихресурсах и продукции с потенциалом их производства и транспорта. Формируемые балансыэффективны для выявления диспропорций в энергосистеме и неиспользованных резервов,обоснования количественного и структурного расширения ресурсной базы в рассматриваемомпериоде, а также хорошо вписываются в существующую систему территориальногостратегического планирования.Многие исследователи [76, 80, 128, 201, 211] при прогнозировании развитиятерриториальных энергосистем разрабатывают и проводят анализ топливно-энергетическихбалансов на рассматриваемый период, что позволяет им составлять достоверные прогнозы.Вместе с тем, открытость и наличие множества связей между территориальнымиэнергосистемами, а также невозможность исключить из расчета различные неустановленныепотери вносят ограничения на применение данного метода.В качестве направлений развития методов досрочного прогнозирования на основетопливно-энергетических балансов следует отметить:потребность в более точном учете неопределенности, вызванной внешними факторами,что требует применения вероятностного подхода к рассмотрению параметров баланса,необходимость в более детальном рассмотрении вариантов развития, что возможнообеспечить с помощью применения сценарного подхода, который позволяет учитыватьрезкие изменения состояния системы,необходимость учета технологической составляющей в траектории развития систем (какв энергопотреблении, так и производстве), что возможно на основе применениясовременных методов экспертных оценок и построения отраслевых технологическихтраекторий,188необходимостьучетавозможности возникновения новыхформэкономическихотношений в энергетике, вызванных как институциональными (глобализация илиберализация энергорынков), так и производственно-технологическими факторами(совершенствование технологий производства, передачи, распределения и потребленияэнергетической продукции), что требует разработки новых методов исследования.Несмотря на преимущества прогнозирования на основе топливно-энергетическихбалансов, как отмечается в Энергетической стратегии, на практике на территориальном уровнеего широкого использования при решении задач управления энергетическим комплексом непроисходит, что, в частности, связано с проблемой получения необходимой информации дляего составления и обеспечения ее надежности.

В качестве альтернативы или дополнения кбалансовому методу можно использовать сценарный подход, позволяющий на основесоставления нормативных сценариев разрабатывать планы поэтапного достижения целейтерриториального образования в виде цепи событий и необходимых ресурсов. Достоинствомданного метода является ориентация на качественную динамику, а не на исследованиетенденций изменений количественных показателей, что позволяет на основе мониторингавнешней среды выявлять на ранней стадии колебания факторов, которые в долгосрочномпериоде могут привести к существенному изменению траектории развития энергосистемы.3.2Моделированиесистемытопливообеспечениятерриториально-административногообразования3.2.1 Структура и взаимозаменяемость топливно-энергетических ресурсовТопливно-энергетические ресурсы представляют собой совокупность энергоносителей,запасенная энергия которых при существующем уровне технологического развития доступныдля использования в народном хозяйстве.

Они включают в себя энергоресурсы, получаемыенепосредственно из природных источников (первичные энергоресурсы), и являющиесяпобочным продуктом основного производства (побочные энергоресурсы). Первичные ивторичные энергоресурсы используются для производства энергетической продукции в видеэлектроэнергии и тепла, которые являются произведенными топливно-энергетическимиресурсами (рисунок 3.4).189Топливно-энергетическиересурсы (ТЭР)Первичные ТЭРНевозобновляемые:- органическое топливо,- ядерное топливоВторичные ТЭРВозобновляемые:- гидроэнергия,- энергия солнца,- энергия ветра,- геотермальнаяэнергия,- другие виды ВИЭТепловыеГорючие(топливные)ИзбыточногодавленияПроизведенные ТЭР(энергетическая продукция)Тепловая энергия:- горячая сетевая вода,- парЭлектрическая энергия:- 3-х фазный переменныйэлектрический токПостоянныйтокТепловаяэнергияЛучистаяэнергияМеханическаяэнергияРисунок 3.4 – Структура топливно-энергетических ресурсовИсточник: разработано автором на основании [177, 211, 219]Структурупроизводстваипотреблениятопливно-энергетическихресурсовнатерриториальном уровне описывает топливно-энергетический баланс, представляющий собойсистему экономических показателей, выраженных в условных единицах, отражающихсоотношения поступающих вследствие добычи и импорта энергоресурсов и убывающихвследствие их потребления на месте или экспорте (таблица 3.7).

Он позволяет определитьстепень обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами энергосистемы, возможностисоздания новых производств на той же топливно-энергетической базе и экспортаэнергоресурсов на соответствующий период.Таблица 3.7 – Структура топливно-энергетического балансаПриход энергоресурсов, млн т.у.т.Добыча и производство энергоресурсовЗапасы энергоресурсов на конец годаИмпорт энергоресурсовИсточник: разработано авторомРасход энергоресурсов, млн т.у.т.Преобразование энергоресурсов в другиевиды энергииРасходы энергоресурсов напроизводственные и прочие нуждыЭкспорт энергоресурсов190Как отмечалось ранее, основные производственные мощности территориальныхобщеэнергетических систем представлены тепловыми электростанциями, основным топливомкоторых являются природный газ (60%) и энергетический уголь (30%).С позиции экономики энергетики уголь и газ являются взаимозаменяемымиэнергетическими ресурсами, для которых свойственна межтопливная конкуренция [67, 76, 96].На уровне энергосистемы данная конкуренция проявляется как в текущем, так и долгосрочномпериоде.

Если в текущем периоде она мало заметна ввиду небольшого распространениямультитопливного оборудования и существенных ограничений на переключения мощностей потопливному признаку, то в долгосрочном периоде проявляется достаточно сильно. Надлительном интервале межтопливную конкуренцию определяет потребитель в рамкахпринимаемых инвестиционных решений, направленных на выбор состава оборудования длятеплоэлектростанции (на 20-30 лет) с целью производства энергетической продукции. Наоснове инвестиционных проектов сопоставляются производственные затраты по различнымтехнологиям производства с учетом прогнозных цен на конкурирующие топлива, стоимостиоборудования, доходной части, конкурентных преимуществ, получаемых на энергорынках,экологических ограничений и рисков нарушения надежного топливообеспечения.В целом конкуренция между углем и газом проявляется в следующих потребительскиххарактеристиках [76, 96, 215, 290]:Теплотворная способность топлива.

Характеризует количество теплоты, выделяемой присжигании единицы топлива. Природный газ при сжигании выделяет в среднем на 30%больше теплоты, чем энергетические угли.КПД технологий производства энергетической продукции. КПД существующих иперспективныхугольныхтехнологийпроизводствазначительнонижеКПДсуществующих и перспективных газовых технологий (на 6-10%).Капиталовложения на ввод единицы мощности. Объем инвестиций в единицуустановленной мощности тепловых электростанций на угле существенно превышаютинвестиции на газе (на 40-50%) (для перспективных технологий с учетом мероприятийпо снижению выбросов в окружающую среду разница доходит до 75%).Маневренностьпроизводственныхмощностей.Характеризуетсярегулировочнымдиапазоном мощности и ее скоростью запуска, изменения и остановки, которыеявляются важными конкурентными производственными параметрами, определяющимиспособность станции работать в различных торговых секторах энергорынка (в условияхнеравномерности спроса).

ТЭС на угле разгружаются на 20% меньше, требуют для191запуска мощности в 8 раз больше времени, набирают нагрузку в 5-8 раз медленнее, чемТЭС на газе.Экологичность. ТЭС на угле в разы превышают по выбросам вредных веществ ТЭС нагазе. Также для них существует проблема с золоотвалами, требующая утилизации.Стоимость. Цена на уголь ниже, чем на газ в большинстве регионов. Но при этом впересчете на теплотворную способность соотношение цен в среднем по странесоставляет 1:1.

Минимальное соотношение цен газ/уголь соответствует регионамЦентральногофедеральногоокруга(0,9),максимальное–приходитсянаугледобывающие регионы Сибирского федерального округа. Также следует отметить,что на стоимость угля существенно влияют железнодорожные перевозки, которые наданный момент субсидируются (существующие тарифы покрывают только 50% затратна перевозку угля).В таблице 3.8 приведены обобщенные данные по потребительским характеристикам газаи угля относительно энергосистемы.Таблица 3.8 – Обобщенные данные по потребительским характеристикам природного газа иэнергетического угля относительно энергосистемыХарактеристикаТеплотворная способностьКПД технологийпроизводства энергетическойпродукцииУдельные капиталовложенияУдельная себестоимостьотпуска электроэнергииМаневренностьпроизводственных мощностейГодовые выбросы (примощности 1 ГВт)Природный газЭнергетический уголь8000 ккал/м34277 - 6993 ккал/кг38-40% (паротурбинные30-32% (паротурбинныеэнергоустановки)энергоустановки)50-60% (парогазовые45-46% (энергоблоки наэнергоустановки)сверхкритических параметрах)700 долл./кВтч (КЭС)1050 долл./кВтч (КЭС)1150 долл./кВтч (ТЭЦ)1650 долл./кВтч (ТЭЦ)1,6-2,55 цент./кВтч2,4-3,3 цент./кВтч1,6-2,8 цент./кВтч (когенерационные энергоустановки)Разгрузка – до 60% отРазгрузка – до 40% отноминальной мощностиноминальной мощностиВремя запуска – 8-48 часовВремя запуска – менее 1 часаСкорость набора нагрузки –Скорость набора нагрузки – 315-25 МВт/минМВт/минNOx – 12 тыс т.SOx – 139 млн т.CO2 – 3,8 млн т.NOx – 20,8 тыс т.CO2 – 6,5 млн т.твердые частицы – 4,4 тыс т.шлак и зола – 0,2 млн т.0,9 -1,8 (в среднем по стране– 1,0)Соотношение цен на газ/угольв пересчете на теплотворнуюспособностьИсточник: разработано автором на основании [67, 76, 96, 165, 215]192Как видно, на текущий момент энергетические угли для большинства регионов неявляются взаимозаменяемыми природному газу ввиду их низкой конкурентоспособности.Вместе с тем, в долгосрочном периоде в условиях ожидаемого повышения цен на газ пристимулировании инвестиций в угольную генерацию и повышение их КПД, а также сохранениисубсидирования железнодорожных перевозок угля спрос на рынке угля будет расти.Нарисунке3.5приведенаструктураудельнойсебестоимостипроизводстваэлектроэнергии при высокой и низкой цене на уголь и газ.6Центы США/кВт⋅ч543210Газ по высокой ценеГаз по низкой цене Уголь по высокой цене Уголь по низкой ценеИнвестицииЭксплуатацияТопливоРисунок 3.5 – Структура удельной себестоимости производства электроэнергии при высокой инизкой цене на уголь и газИсточник: разработано автором на основании [76, 165, 215]Межтопливная конкуренция является необходимым условием взаимозаменяемостиэнергетических ресурсов.

Характеристики

Список файлов диссертации