CC BY
66
УДК 332.1:338.47:656.7
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕСТНЫХ
ТОПЛИВНЫХ РЕСУРСОВ НА ВОЗДУШНОМ ТРАНСПОРТЕ
о .
В РЕГИОНАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА*
В. В. КЛОЧКОВ,
доктор экономических наук, ведущий научный сотрудник Е-mail: [email protected]
И. В. ГОРШКОВА,
аспирант лаборатории экономической динамики и управления инновациями Е-mail: [email protected] Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук
Рассматриваются специфические проблемы развития авиатранспортных систем в регионах российского Крайнего Севера. Помимо дополнительных проблем в этих регионах существуют и благоприятные возможности, связанные с наличием местных топливных ресурсов. С помощью комплекса экономико-математических моделей проведена предварительная оценка социально-экономической эффективности их использования.
Ключевые слова: регион, авиаперевозка, доступность, попутный газ, авиатопливо.
Введение
В России и в мире затраты на авиатопливо составляют значительную долю эксплуатационных затрат гражданской авиации. При этом цена авиатоплива в аэропортах отдаленных, труднодоступных и малонаселенных регионов (ОТДМР) может многократно превосходить цены в аэропортах
* Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 11-08-00986).
густонаселенной части страны в силу отдаленности аэродромов от нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) и дороговизны доставки авиатоплива. В то же время целый ряд таких регионов, в которых ведется активная хозяйственная деятельность и существует потребность в авиатранспортном обслуживании, относится к нефте- и газодобывающим. Поэтому, как ни парадоксально, именно в сфере обеспечения воздушного транспорта авиатопливом в таких регионах имеются благоприятные возможности, реализация которых требует инновационных решений.
Отечественными специалистами еще в 1980-х гг. для использования в авиации было разработано специальное авиационное сконденсированное топливо - АСКТ [2, с. 16, 17]. Его можно получать из попутного нефтяного газа, а выработку организовать практически на всех газо- и нефтеперерабатывающих заводах, имеющих в своем составе газофракционирующие установки. Кроме того, что особенно важно, АСКТ можно получать в пунктах осушки природного газа, а также непосредственно
на нефтепромыслах или в специально оборудованных точках по трассе продуктопровода, используя в необходимых случаях малогабаритные блочные установки (МГБУ), разработанные специалистами газовой промышленности. Поэтому можно утверждать, что теоретически стоимость АСКТ может быть в 2-3 раза ниже стоимости авиакеросина, даже без учета стоимости его доставки в ОТДМР.
В нефте- и газодобывающих регионах Севера, Сибири и Дальнего Востока наблюдается избыток попутных нефтяных газов, подавляющая часть которых сжигается в факелах (по оценке специалистов, более 20 млрд м3 в год). В связи с этим использование попутного газа для выработки топлива априори эффективно с экологической точки зрения. Поэтому цена АСКТ может быть еще ниже, так как уменьшается стоимость сырья (являющегося фактически бросовым) и снижается транспортная составляющая себестоимости.
Специалисты авиационной промышленности провели комплексный анализ возможностей применения АСКТ в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД) [10, с. 4-8]. Показано, что серийно выпускаемые ГТД способны потреблять АСКТ практически без переделок (необходимая доработка может быть проведена на аэродромах базирования). Подтверждены, в том числе в летных испытаниях, безопасность и транспортная эффективность использования АСКТ на распространенных моделях вертолетов и некоторых типах самолетов, используемых на местных воздушных линиях (МВЛ). Соответствующие технологии и конструкции были сертифицированы и подготовлены к серийному производству. Таким образом, уже в настоящее время нет технологических препятствий к широкому применению местных топливных ресурсов в авиатранспортных системах ОТДМР России.
В то же время необходим комплексный анализ социально-экономической эффективности описанных инновационных технологий, анализ рисков их внедрения и поиск приоритетных областей их применения.
Оценка себестоимости и эффективности авиаперевозок в малонаселенных регионах
В настоящее время в нашей стране остро стоит проблема массовой доступности воздушного транспорта. В решении этой задачи заинтересованы
как пассажиры и региональные власти, так и авиастроители, испытывающие трудности со сбытом авиатехники. В России доступность авиаперевозок ограничена в первую очередь социально-экономическими факторами [7]. При наличии значительной дифференциации доходов населения и низкого уровня доходов большинства домохозяйств услуги воздушного транспорта доступны лишь нескольким процентам россиян, а наиболее массовым видом транспорта в дальнем пассажирском сообщении остается относительно дешевый, но тихоходный и менее комфортабельный железнодорожный транспорт.
В то же время наряду с социально-экономической ситуацией проблема доступности авиатранспорта должна рассматриваться и в региональном разрезе. Значительная часть территории России и некоторых других стран характеризуется низкой плотностью населения. В этих условиях может быть нецелесообразным развитие наземного транспорта, требующего дорогостоящей наземной инфраструктуры. В таких регионах воздушный транспорт нередко становится безальтернативным.
Однако и развитие традиционного воздушного транспорта в малонаселенных регионах может быть затруднено, поскольку для эксплуатации магистральных воздушных судов (ВС) требуется сооружение дорогостоящих аэропортов высокого класса [4]. Как влияют такие экономико-географические условия на эффективность и доступность авиатранспорта? Для ответа на этот вопрос построим следующие упрощенные экономико-математические модели, впервые предложенные авторами в работе [5, с. 115-134]:
- модель среднего времени поездки до аэропорта отправления и из аэропорта прибытия до пункта назначения на так называемом подвозящем транспорте [3] и среднего времени ожидания рейса;
- модель затрат на услуги подвозящего транспорта и на аэродромную инфраструктуру в расчете на одного пассажира.
При малой плотности населения эти величины могут составлять существенную долю общей стоимости и длительности поездки, которые, в свою очередь, являются основными факторами, определяющими спрос на авиаперевозки, их социально-экономическую эффективность.
Модели строятся из следующих предпосылок. Считаем, что на рассматриваемой территории
население размещено равномерно с плотностью населения р, чел. /км2. Пусть аэродромы также размещены равномерно в узлах прямоугольной сети со стороной ячейки, равной г км. Предположим, что коэффициент авиационной подвижности населения (т. е. отношение количества перевезенных за период пассажиров к численности населения) известен и составляет в среднем у полетов на одного человека в год. Пусть т - пассажировместимость ВС (для простоты выкладок предположим, что кресла заполняются на 100 %). Тогда количество рейсов ВС в год с каждого аэродрома составит
Ст Е =А=тс=1+П (FC+ксвп) =
аэр Е л л
тк тк 1 + п
к =
г 2ру
т
Среднее время ожидания рейса будет равно Т = 1 = 365 X 24 = 365 X 24т
ож = 2 мр = 2к = 2г2ру '
где Тмр - межрейсовый интервал.
При этом характерное время поездок пассажира от места жительства до аэропорта на подвозящем транспорте будет определяться следующим образом:
г
Т = —,
где vп - средняя скорость подвозящего транспорта.
Общая длительность поездки Т определяется суммой характерных периодов времени, т. е. временем поездок пассажира от места жительства до аэропорта и обратно на подвозящем транспорте Т средним временем ожидания рейса Тож, продолжительностью начально-конечных операций в аэропорту Тнк, постоянной составляющей продолжительности полета Т и продолжительностью
пост ^ ^
крейсерского полета Ткр. Таким образом, общая длительность поездки равна
Т = Т + Т + Т + Т + Т ,
п ож нк пост кр'
Т =А,
кр
V
кр
где Ь - средняя дальность полета; vкр - крейсерская скорость полета; Т и Т - постоянные величины.
нк пост
Построим модель затрат на услуги подвозящего транспорта и на аэродромную инфраструктуру. Суммарные затраты на содержание аэродромной сети в расчете на одного пассажира определяются следующим образом:
г 2ру
тк
РС + ^ С. т
с = 1±П FC
аэр 2 1
г ру
где Я - годовая выручка аэропорта; п - норма прибыли; ТС - годовые издержки аэропорта; FC - постоянная составляющая издержек; Свп - затраты на взлет и посадку одного ВС. Поскольку тарифы на услуги аэропортов обычно регулируются государством, здесь принята модель ценообразования «затраты плюс».
В свою очередь, характерные затраты пассажира на услуги подвозящего транспорта равны Сп = гк,
где к - средний тариф на подвозящем транспорте, ден. ед. /км.
Общая стоимость поездки включает в себя затраты на услуги подвозящего транспорта Сп, затраты на техническое обслуживание и ремонт (ТО и Р), амортизацию ВС и т. п. (для краткости будем обозначать эти затраты просто СТО), затраты на авиатопливо Ст, прочие постоянные затраты на рейс Спост и затраты на содержание аэропортов в расчете на одного пассажира Саэр. Таким образом, прямые денежные затраты пассажира равны
р = С + -[Спост + сто + Стоп + (1+ я)Свп ]+саэр,
т
сТО = СТО(Т + т ),
ТО ТО V кр пост/' Стоп Стоп (gТкр + gпост),
где СТО - затраты на ТО и Р, амортизацию и т. п., ден. ед. /летн. ч;
Стоп - цена авиатоплива, ден. ед. /т; g - средний расход топлива в крейсерском полете, т/летн. ч;
gпост - постоянные, т. е. слабо зависящие от дальности поездки затраты топлива на рейс (на взлет, набор высоты, снижение и посадку), т/рейс.
Задача принятия решения о поездке всегда является многокритериальной. Помимо прямых денежных затрат потенциальный пассажир учитывает еще целый ряд факторов, прежде всего время в пути. В экономике транспорта нередко прибегают к свертке времени и стоимости поездки в один обобщающий показатель с помощью так называемой
7х"
33
V
п
стоимости времени пассажира [8, с. 506-508], отражающей упущенную выгоду последнего от пребывания в пути. Если стоимость времени пассажира обозначена г, упущенная выгода за время поездки составит zT ден. ед. В то же время сумма прямых денежных затрат составит Р ден. ед. Таким образом, суммарные затраты и потери пассажира, связанные с данной поездкой, выражаются следующей формулой
С = Р + zT = Р + Сп + Сэр + z (Т + ТоЖ + Тп) =
= С + гк + ¥С + г
г ру
365 х 24т 2г 2ру
г
+ —
Л
\
С = Р + zf + 1+^С ,
в-п'
т
где С - составляющая, не зависит от переменной
г, т. е. от плотности аэродромной сети.
Разумеется, в сфере моделирования стоимости и эффективности перевозок известны более корректные подходы, чем используемая авторами концепция стоимости времени пассажира [8]. Однако простейшие модели достаточно адекватно отражают качественную суть проблемы.
Минимизируя суммарные затраты и потери пассажира по переменной г, получаем, что оптимальная густота аэродромной сети г* обратно пропорциональна корню кубическому из плотности населения и его подвижности
г* - (ру)-ш.
Аналогично ведут себя затраты и потери пассажира, связанные с содержанием аэродромной сети, поездками на подвозящем транспорте, ожиданием рейса.
В качестве примера рассмотрим предназначенный для местных воздушных линий (МВЛ) самолет Ан-38. Его основные технико-экономические характеристики:
7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0
0,1
1
10
Рис. 1. Зависимость прямых денежных затрат пассажира от коэффициента подвижности и плотности населения, руб.
пассажировместимость - 27 мест; максимальная дальность полета - 1 780 км; крейсерская скорость - 380 км/ч; средний расход топлива в крейсерском полете -0,35 т/летн. ч;
постоянные затраты топлива - 0,13 т/рейс; постоянная составляющая продолжительности полета - 0,3 ч;
продолжительность начально-конечных операций - 0,3 ч;
затраты на ТО и Р, амортизацию и т. п. - 16 500 руб./летн. ч;
постоянные затраты на рейс - 3 000 руб.; сборы за взлет и посадку - 1 500 руб.; постоянные затраты на один аэропорт - 30 млн руб. /г.
Необходимые для расчетов социально-экономические характеристики региона и его транспортной инфраструктуры:
средняя дальность полета - 1 000 км; цена авиатоплива - 45 000 руб./т; средний тариф подвозящего транспорта -3 руб./км;
средняя скорость подвозящего транспорта -50 км/ч;
стоимость часа времени пассажира -300 руб./ч.
Рассчитанная на основе приведенных исходных данных зависимость прямых денежных затрат пассажира (без учета стоимости времени) от произведения плотности населения и коэффициента его авиационной подвижности приведена на рис. 1. Считается, что густота аэродромной сети для каждого значения этого произведения уже оптимизирована в соответствии с описанной моделью.
Традиционно принято считать, что характерные для значительной части территории России
большие расстояния и слаборазвитая наземная инфраструктура способствуют развитию воздушного транспорта. Однако, как показывают практика и описанные расчеты, эти экономико-географические особенности сказываются на доступности авиаперевозок как раз отрицательно, и чрезвычайно сильно. Приближенные
100
1 000
численные оценки показывают, что очень низкая плотность населения существенно увеличивает общую стоимость и длительность поездки.
На рис. 1 показано, что надбавка к стоимости поездки, обусловленная этими экономико-географическими факторами, может быть сравнима по величине со стоимостью самого авиаперелета (к которой стремится полная стоимость поездки при высоких значениях плотности и подвижности населения). Согласно полученным зависимостям составляющие затрат и потерь пассажира, связанные с авиатранспортной инфраструктурой, в Восточной Сибири и на Крайнем Севере России будут примерно в 20 раз выше, чем в центральных регионах, а оптимальное расстояние между аэродромами - в 20 раз больше. При том, что приросты денежных и временных затрат сильно меняются при изменении подвижности и плотности населения (см. рис. 1), они слабо зависят от изменения других, весьма неопределенных параметров модели (например, стоимость времени пассажира). Это повышает достоверность качественных выводов и численных оценок, сделанных в условиях неопределенности социально-экономических характеристик региона и его транспортной инфраструктуры.
Прогнозирование изменения себестоимости авиаперевозок при переходе на АСКТ
Основной фактор, определяющий экономическую эффективность перехода авиатранспорта в нефтедобывающих регионах на АСКТ, - его дешевизна по сравнению с традиционным жидким реактивным топливом (РТ), обусловленная следующими факторами:
- АСКТ получается из попутного не фтяного газа, который в настоящее время сжигается в факелах, т. е. практически из бросового сырья;
- АСКТ может вырабатываться не только на НПЗ, но и непосредственно на месторождениях, что исключает необходимость дорогостоящей транспортировки топлива от НПЗ на аэродромы и посадочные площадки в ОТДМР.
Как следствие этого, ожидается снижение прямых эксплуатационных расходов (ПЭР) вертолетов и самолетов МВЛ в ОТДМР. Однако достигаемая экономия прямых затрат не является бесплатной -следует учитывать стоимость доработки авиатехники, неизбежный прирост косвенных эксплуатационных
расходов в связи с необходимостью строительства вблизи скважин и эксплуатации МГБУ, используемых для получения АСКТ. И хотя разработчиками соответствующих технологий выполнены предварительные оценки стоимости МГБУ для выработки АСКТ, стоимости необходимых доработок авиатехники и цены АСКТ [2], в настоящее время эти ценовые параметры еще достоверно не известны.
В связи с этим необходимо провести параметрические расчеты в широком диапазоне этих неопределенных параметров, охватывающие их реалистичные значения. На ранних стадиях жизненного цикла новой технологии перед экономистами стоит обратная задача: необходимо определить область технико-экономических параметров, в которой данная технология будет эффективной с коммерческой, социально-экономической и других точек зрения. Пользуясь предложенным в статье модельным инструментарием, можно оценить максимально допустимые уровни себестоимости АСКТ и постоянных затрат, потребных для перехода к его использованию.
Кроме того, поскольку в ОТДМР затраты на аэродромную инфраструктуру и подвозящий транспорт могут превышать собственно затраты на перелет, возникает вопрос: принесет ли удешевление топлива существенный эффект? Необходимо оценить, насколько существенно сократится в конечном счете полная себестоимость авиаперевозок с учетом дополнительных затрат, связанных с малой плотностью населения и неразвитой наземной инфраструктурой. Относительная экономия будет тем выше, чем больше доля топливных затрат в полной себестоимости перевозок.
В то же время описанные дополнительные затраты, связанные с низкой плотностью населения, не являются жесткими - они меняются вместе с оптимальными параметрами авиатранспортной сети, если изменятся собственно стоимость перелета и подвижность населения.
Далее будем исходить из следующих соображений. Если итоговая чистая экономия ПЭР благодаря переходу ВС МВЛ на АСКТ окажется положительной и позволит существенно (на десятки процентов) сократить полную себестоимость авиаперевозок, можно рассчитывать на повышение подвижности населения. Это, в свою очередь, согласно описанной модели, повлечет за собой изменение оптимальных характеристик аэродромной сети ОТДМР в более благоприятную сторону. В итоге сократятся:
- оптимальные расстояния между аэропортами
МВЛ;
- время ожидания рейса;
- время поездки на подвозящем транспорте;
- прочие величины, определяющие качество
транспортного обслуживания ОТДМР и стоимость авиаперевозок.
Кроме того, возникает предположение, что может стать выгодным использовать на МВЛ вертолеты с относительно большим расходом топлива, поскольку для них затраты, связанные с аэродромами, существенно ниже, а топливо станет, в первом приближении, практически бесплатным. Однако подчеркнем, что все эти качественные изменения возможны лишь при условии существенного снижения суммарной себестоимости авиаперевозок благодаря переходу на АСКТ.
Для предварительной оценки социально-экономической эффективности инноваций в условиях высокой неопределенности соответствующих затрат может быть плодотворным следующий подход. Предположим для простоты, что благодаря переходу на АСКТ авиатопливо в регионах Крайнего Севера станет практически бесплатным (разработчики новой технологии заявляют, что его стоимость непосредственно на отдаленном аэродроме или посадочной площадке, находящейся неподалеку от скважины с МГБУ, будет в 4-6 раз ниже, чем стоимость традиционного топлива, доставляемого туда же с НПЗ). При таком предположении можно будет получить оптимистические оценки социально-экономической эффективности перехода воздушного транспорта на использование местных топливных ресурсов. Предположив, что авиатопливо становится практически бесплатным, оценим достигаемое при этом относительное удешевление авиаперевозок.
Если даже по таким оптимистическим оценкам сокращение полной себестоимости перевозок окажется незначительным, оптимальная плотность аэродромной сети и связанные с ней параметры практически не изменятся. Подчеркнем, что это не означает, что новая технология априори неэффективна, но ее внедрение не приведет к качественным изменениям авиатранспортной системы ОТДМР и не принесет значительного социально-экономического эффекта (в виде значимого улучшения качества транспортного обслуживания населения и повышения доступности авиаперевозок). Экономическая эффективность перехода на АСКТ сводится в этом случае к некоторому сокращению топливных затрат
при практически неизменных значениях прочих параметров.
Если же предварительные оценки покажут, что благодаря переходу на АСКТ удастся существенно снизить полную себестоимость авиаперевозок в ОТДМР (т. е. в терминах предложенной модели )
р _ рАСКТ р
р =саскт - -г << г- -рг , это может вызвать существенный рост подвижности населения. Тогда необходимо пересчитать (с учетом возросшей подвижности населения) согласно предложенной модели оптимальную густоту аэродромной сети и связанные с ней показатели стоимости и эффективности авиаперевозок в ОТДМР.
Далее следует пересчитать суммарную стоимость авиаперелета при использовании АСКТ, вновь скорректировать оптимальную густоту аэродромной сети, и т. п. На практике достаточно 2-3 итераций. Формализуем описанную итеративную процедуру расчета равновесных значений густоты аэродромной сети и связанных с ней параметров при переходе ВС МВЛ на АСКТ. Итак, снижение полной стоимости поездки благодаря сокращению топливных затрат вызывает рост подвижности населения. Если считать, что доля бюджета пассажира, выделяемая на авиаперелеты, не зависит от их стоимости (т. е. используется так называемая функция спроса Маршалла [6]), то подвижность обратно пропорциональна тарифу
У
АСКТ(1) рРТ рРТ
Р АСКТ (1) Р
)АСКТ(1)
> ^У
Р
АСКТ (1)
У
(1)
уР1 Рр где (1) - номер итерации.
Новое значение стоимости поездки (следовательно, и подвижности) в этом выражении получено при неизменной густоте аэродромной
РТ / РТ \
сети г = г (у ), оптимальной при исходных значениях суммарной стоимости поездки Ррт, соответствующей использованию традиционного авиатоплива и подвижности населения урт, т. е.
р АСКТ (1)= р(сАСКТ; ПРТ).
Однако в связи с возросшей подвижностью населения оптимальная густота расположения аэродромов увеличится, так как согласно полученным оптимальным решениям, г„ ~ (ру)-1/3, новое значение оптимального расстояния между аэродромами можно оценить следующим образом:
г АСКТ(1) = г у АСКТ (1)
(
У
1
„ АСКТ(1) V ' /
Соответственно несколько снизятся расходы пассажира, связанные с содержанием аэродромной
инфраструктуры и подвозящим транспортом, что вызовет дополнительное сокращение суммарной стоимости поездки до следующего уровня:
рАСКТ (2) = р(-АСКТ . ПАСКТ (1)) (2)
Далее необходимо вновь пересчитать значение подвижности, подставив результат расчета по формуле (2) в формулу (1), и т. д. С учетом описанной итеративной коррекции, итоговый эффект от удешевления топлива будет выше, чем при неизменной густоте аэродромной сети.
Анализ эффективности перевода самолетов МВЛ на использование АСКТ
В качестве примера рассмотрим гипотетический перевод на использование АСКТ относительно современного типа самолета МВЛ - Ан-3 8. Используем для расчетов те же социально-экономические характеристики региона и его транспортной инфраструктуры.
Получены крайние оптимистические оценки, считая, что АСКТ станет практически бесплатным в сравнении с традиционным авиатопливом. На рис. 2 изображены графики прямых денежных затрат пассажира на полет дальностью 500 и 1 000 км в зависимости от произведения плотности населения на его подвижность (на этой оси используется логарифмическая шкала). Затраты вычислены как для цены авиатоплива, равной 45 000 руб./т, что соответствует стоимости традиционного авиатоплива с учетом его доставки на аэродромы ОТДМР, так и для нулевой цены авиатоплива, что соответствует крайне оптимистичному (разумеется, практически недостижимому) варианту перехода на АСКТ.
Поскольку при- 7 000 рост стоимости поездки, обусловленный наземной инфраструктурой, не зависит от дальности полета и затрат собственно на полет, соответствующие графики просто смещены по вертикальной оси один относительно другого на расстояние, равное разности стоимостей полета.
Как видно из приведенных графиков, перевод самолетов Ан-38 на использование АСКТ действительно может привести к существенному (на 20-40 %) сокращению полной стоимости поездки в ОТДМР. Например, если произведение плотности населения и его подвижности составляет 1 полет на км2/год, при дальности полета 1 000 км полные денежные затраты пассажира сократятся с 4 946 до 3 194 руб., т. е. на 35,4 %.
Такое удешевление поездки является значительным и, вероятно, может вызвать повышение подвижности населения. Если подвижность обратно пропорциональна полной стоимости поездки, тогда коэффициент подвижности возрастет приблизительно в 1,55 раза. Пересчет оптимальной плотности аэродромной сети приводит к следующим результатам: оптимальное расстояние между аэродромами сокращается приблизительно на 16 % (с соответствующим сокращением потребности в услугах подвозящего транспорта), а полная стоимость поездки одного пассажира на расстояние 1 000 км сокращается до 3 025 руб., т. е. еще на 5 % относительно первой итерации, и т. д. В конечном итоге полная стоимость поездки может сократиться приблизительно на 40 %.
Таким образом, перевод современных самолетов МВЛ на использование АСКТ в нефтегазодобывающих регионах Крайнего Севера позволит существенно повысить доступность и качество авиатранспортного обслуживания населения - но лишь в том случае, если удастся достичь многократного снижения стоимости АСКТ по сравнению с традиционным авиатопливом, доставляемым в ОТДМР.
6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0
0,1
■ РТ, 500 км
■ РТ, 1 000 км
АСКТ, 500 км
10
АСКТ, 1 000 км
Рис. 2. Изменение полных денежных затрат пассажира при переходе на АСКТ, руб.
7х"
37
Анализ эффективности применения вертолетов на АСКТ в пассажирских авиаперевозках
В исследованиях ученых ЦАГИ [10, с. 4-8] показано, что проще, дешевле и быстрее всего осуществить перевод на АСКТ вертолетов. Тому способствует ряд технологических факторов - прежде всего, необходимость использования для АСКТ (в том числе по соображениям безопасности) внешних - подвесных или накладных - топливных баков. С минимальными потерями такое конструктивно-компоновочное решение реализуется именно на вертолетах. Как правило, они развивают относительно небольшие скорости -порядка 300 км/ч, при которых прирост лобового сопротивления, вызванный наличием внешних баков, еще не приводит к существенному ухудшению характеристик. И если для самолетов МВЛ необходимы аэродромы, хотя и невысокого класса, то для вертолетов достаточно иметь посадочные площадки.
В настоящее время вертолеты характеризуются существенно более высокой себестоимостью перевозок по сравнению с самолетами аналогичного класса вместимости или грузоподъемности. Тем не менее вертолеты выполняют все больший объем перевозок на МВЛ в связи с деградацией аэродромной сети в ОТДМР, а также физическим износом парка самолетов МВЛ. При этом увеличение доли вертолетных перевозок, имеющее место в последние годы, воспринимается как вынужденная мера, заведомо экономически неэффективная в долговременной перспективе.
Таким образом, массовое применение вертолетов в регулярных авиаперевозках считается про-
18 000 1 % 16 000 к 14 000 53 12 000 1
О
¡5 10 000 Н
8 000 -6 000 4 000 2 000 1 0
200
■ Ми-8, РТ
300
400
500
600
700
■Ми-8, АСКТ
-Ан-38 (0,1 пасс./км2/г.)
Рис. 3. Преимущественная область применения вертолетов после перевода на АСКТ
явлением экономической дисфункции управления авиатранспортными системами. Однако возможно, что благодаря переходу на использование АСКТ себестоимость перевозок вертолетами сократится настолько, что авиатранспортная система ОТДМР на их основе окажется (в сочетании с отсутствием потребности в содержании дорогостоящих аэродромов и отсутствием соответствующих стоимостных и временных затрат и потерь пассажира) действительно более эффективной с социально-экономической точки зрения по сравнению с системой, основанной на применении самолетов аэродромного базирования. Для проверки этой гипотезы необходимо оценить возможное снижение себестоимости перевозок на вертолетах при переходе на АСКТ.
И в этом случае целесообразно вначале рассмотреть крайний оптимистический сценарий: предположим, что топливо, используемое вертолетами, становится практически бесплатным, в то время как самолеты МВЛ по-прежнему используют традиционное топливо, цена которого существенно увеличивается по сравнению с отпускными ценами НПЗ за счет доставки в ОТДМР.
Для получения оптимистических оценок можно считать, что вертолет не нуждается в аэродромах (хотя, строго говоря, и вертолетам требуется наземная инфраструктура). Кроме того, для упрощения расчетов можно вообще не учитывать стоимостные и временные затраты пассажира, связанные с использованием подвозящего транспорта и т. п., -предположим, что вертолеты работают в режиме авиатакси. Только в том случае, если полученные оптимистические оценки окажутся достаточными для обеспечения значимого прироста подвижности населения, целесообразно приступать к уточнению потребных затрат при переходе на АСКТ.
В качестве самолетов МВЛ в этом примере рассматриваются самолеты Ан-38, использующие традиционное авиатопливо стоимостью 45 000 руб./т.
Из графиков, приведенных на рис. 3, можно видеть, что связанный с наземной инфраструк-
800
900 1 000 1100
Дальность полета, км
.— Ан-38 (1 пасс./км2/г.)
турой прирост полной стоимости полета на самолетах типа Ан-38 может превышать собственно стоимость полета в 2-3 раза в зависимости от дальности полета, плотности и подвижности населения.
С учетом принятых оптимистических допущений предположим, что для вертолетов (как до, так и после перевода на АСКТ) данный прирост, в принципе, отсутствует. Если принять стоимость летного часа вертолета Ми-8 равной 90 000 руб. /летн.
4 при использовании традиционного авиатоплива и 50 000 руб. /летн. ч при использовании АСКТ, разделив эти суммы на его часовую производительность, принятую равной 25 пасс. х 220 км/ч =
5 500 пасс-км/ч [1], получим приблизительные стоимости перевозок 16,4 и 9,1 руб. /пасс.-км соответственно.
Если не учитывать наличие неизбежных постоянных затрат, связанных с взлетом и посадкой, и принять для простоты прямую пропорциональность стоимости и дальности полета на вертолете, тогда зависимости полной стоимости перелета от дальности примут вид, показанный на рис. 3.
Такое допущение можно оправдать тем, что, с одной стороны, для вертолета дальности полета свыше 200-400 км уже можно считать значительными, и большую часть времени полет будет проходить в крейсерском режиме, для которого и вычисляются усредненные стоимости летного часа.
С другой стороны, для самолетов значительную часть полной стоимости поездки в ОТДМР составляют именно слагаемые, связанные с наземной инфраструктурой и не зависящие от дальности полета. Следовательно, здесь правомерно сопоставление двух зависимостей, одна из которых близка к прямо пропорциональной (без свободного члена), а другая, напротив, характеризуется малым коэффициентом наклона, но имеет большую постоянную составляющую.
Аналогичные графики для полетов на самолете типа Ан-38 построены для различных значений плотности и подвижности населения - 0,1 и 1 полет на км2/год (поскольку от этих параметров зависит постоянная составляющая, связанная с наземной инфраструктурой и подвозящим транспортом). Сравнение этих графиков показывает, что полная стоимость поездки на вертолете после перехода на АСКТ, действительно, может стать ниже, чем на самолетах аэродромного базирования.
Возможное преимущество вертолетов сильнее выражено в области малых дальностей полета и малой плотности населения, что вполне ожидаемо.
При этом следует учитывать еще один фактор, дающий вертолетам дополнительное преимущество. Расчет с использованием предлагаемой модели показывает, что при используемых значениях исходных параметров оптимальное расстояние между аэродромами базирования в зависимости от произведения плотности населения на его подвижность для самолетов типа Ан-38 составляет:
- при 1 полете на км2/год - около 240 км;
- при 0,1 полете на км2/год - около 520 км.
Очевидно, что рассматривать дальности полета
меньшие либо равные расстоянию между аэродромами практически бессмысленно. На практике такое соотношение этих величин означает, что в данных социально-экономических и географических условиях использование ВС данного типа неэффективно, и целесообразно рассмотреть ВС меньшей вместимости, с лучшими взлетно-посадочными характеристиками и т. п.
Таким образом, в регионах, характеризующихся произведением плотности и подвижности населения порядка одного полета на км2/год, вертолеты, использующие АСКТ, будут иметь преимущество перед самолетами МВЛ на дальностях полетов до 200-300 км. В регионах, где произведение плотности населения на подвижность на порядок ниже, т. е. около 0,1 полета на км2/год, область преимущественного применения вертолетов расширяется примерно до 500 км. С учетом временного выигрыша (в силу отсутствия необходимости в подвозящем транспорте) вертолеты действительно могут стать более предпочтительными, несмотря на свою относительную дороговизну и существенно более высокий расход топлива, чем у самолетов.
С одной стороны, сравниваемые величины в этом примере весьма близки, а с другой - исходные данные характеризуются значительной неопределенностью. В связи с этим необходимо проведение более детальных расчетов на основе уточненных характеристик ВС, что позволит обоснованно определить область допустимых (с экономической точки зрения) стоимостных параметров технологии получения и использования АСКТ. И хотя ближайшими кандидатами для перевода на АСКТ (благодаря уже проведенным разработкам) являются вертолеты семейства Ми-8/17, целесообразно рассмотреть возможность использования в авиатранспортных системах ОТДМР более современных и экономичных типов вертолетов, в том числе разрабатываемых в настоящее время отечественными предприятиями.
Предварительная оценка достаточности местных топливных ресурсов в регионах Крайнего Севера
При оценке экономической и социальной эффективности перевода авиатранспорта ОТДМР на использование АСКТ по умолчанию предполагалось, что новый вид топлива будет многократно дешевле традиционного благодаря отсутствию необходимости его доставки в ОТДМР и неограниченности сырьевой базы для его производства, поскольку в качестве таковой используется практически бесплатное сырье, в настоящее время сжигаемое в факелах. Тем не менее тезис о неограниченных возможностях выпуска АСКТ нуждается в проверке.
В том же случае, если окажется, что возможен дефицит АСКТ (тем более что спрос на авиатопливо в ОТДМР может существенно возрасти вслед за объемом авиаперевозок на МВЛ), в соответствии с законами спроса и предложения возможен рост его цены, который может повлиять и на полученные результаты. В частности, дефицитность АСКТ может ограничить предполагаемый бурный рост авиационной подвижности населения Крайнего Севера. Для детального анализа подобного риска необходимо моделирование конъюнктуры рынка АСКТ [9].
По данным разработчиков [2], типовая МГБУ рассчитана на переработку 23-28 млн м3 нефтяного газа в год. В зависимости от содержания в исходном газе пропана и более тяжелых углеводородов и ассортимента получаемой продукции выработка автомобильного топлива может составлять от 1 450 до 2 800 т/год, авиационного - от 890 до 1 000 т/год. Учитывая, что в настоящее время около 20 млрд т попутного нефтяного газа в год сжигается в факелах, годовой объем предложения АСКТ из этого сырья составляет порядка 1 млн т.
Само по себе это ограничение не является жестким, поскольку АСКТ может вырабатываться и на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ) из обычного газового сырья. В этом случае авиационное сконденсированное топливо будет конкурировать за место в производственной программе ГПЗ с другими видами продукции, в том числе более ценными - различными видами сырья для химической промышленности и т. п. В связи с этим вероятна низкая заинтересованность ГПЗ в переходе на выпуск АСКТ, хотя технических препятствий к этому нет. При этом топливо, полученное на ГПЗ, также будет нуждаться
в доставке в труднодоступные районы, что отчасти сведет к минимуму его стоимостное преимущество перед традиционным реактивным топливом.
Для получения интегральных оценок необходимо проводить детальный анализ авиатранспортных систем конкретных регионов России с заданными социально-экономическими параметрами (плотностью, доходами и подвижностью населения) и возможностями производства АСКТ в различных пунктах авиатранспортной сети. Такой анализ выходит за рамки статьи и пришлось ограничиться лишь оценками эффективности перехода на АСКТ. Основной вывод состоит в том, что при цене АСКТ, многократно более низкой, чем у традиционного топлива, возможно существенное (на 30-40 %) снижение себестоимости авиаперевозок в ОТДМР. При этом можно рассчитывать, в первом приближении, на пропорциональное повышение спроса на авиаперевозки и на авиатопливо. Спрос на авиатопливо будет изменяться приблизительно пропорционально объемам перевозки, поскольку рассматривается применение авиатехники современного поколения и удельный расход топлива при переходе на АСКТ существенно не изменится.
В настоящее время пассажирооборот гражданской авиации России составляет порядка 100 млрд пасс.-км/год, при этом авиатоплива потребляется более 5 млн т/год. Исходя из этих данных удельный расход топлива составляет в среднем более 50 г/пасс.-км. В то же время средний крейсерский расход современных магистральных пассажирских самолетов составляет 20-25 г/пасс.-км [1, 7]. Такое расхождение объясняется рядом факторов: использованием некоторого количества самолетов устаревших типов, неполной загрузкой салона, а также тем, что реальный полет проходит не только в крейсерском, т. е. наиболее экономичном режиме, при взлете и наборе высоты удельный расход существенно выше.
Возникает проблема оценки максимально возможного спроса на АСКТ при неполной информации. С одной стороны, суммарное потребление авиатоплива российской гражданской авиацией практически на порядок превышает максимально возможный выпуск АСКТ из дешевого сырья. С другой стороны, доля регионов Крайнего Севера в общем объеме авиаперевозок ничтожно мала.
В то же время при существенном повышении подвижности населения в ОТДМР она может составить десятки процентов. Предпосылки для такого повышения обусловлены географическими
особенностями российских ОТДМР. Следует учесть, что в советскую эпоху коэффициент авиационной подвижности в Якутии составлял 2,5-3 полета чел./год, т. е. был равен сегодняшним показателям наиболее развитых стран мира, в то время как в среднем в России он в последние годы достигает 0,25-0,35 полета чел. /год [6]. При этом следует учесть, что в ОТДМР значения удельного расхода топлива будут выше, чем в среднем по стране, в связи с использованием ВС меньшей вместимости и вертолетов, меньшим удельным весом крейсерского полета и т. п.
Предварительно можно прогнозировать, что удельный расход топлива составит от 50 до 100 г/пасс.-км. Сопоставляя это значение с приведенным потенциальным объемом выпуска АСКТ из попутного газа, равным 1 млн т/г., можно оценить соответствующий объем транспортной работы: 1 млн т/год / 50.. 100 г/пасс.-км = 10.. 20 млрд пасс.-км/год.
Из проведенных рассуждений следует, что нельзя априори исключить возникновение в перспективе дефицита бесплатного сырья для производства АСКТ. Однако и его будет достаточно для выполнения порядка 10-20 млрд пасс.-км/год, что уже достаточно для решения социальных задач обеспечения транспортной связности регионов российского Севера и Дальнего Востока.
Заключение
На основании анализа предложенной системы экономико-математических моделей можно сделать следующие выводы:
- для малонаселенных нефте- и газодобывающих регионов Крайнего Севера целесообразно переводить самолеты на использование АСКТ. При этом полная стоимость поездки может сократиться приблизительно на 40 % - как за счет снижения топливных затрат, так и за счет сокращения удельных расходов на аэродромную инфраструктуру и подвозящий транспорт благодаря повышению подвижности населения и плотности аэродромной сети;
- сравнение результатов модельных расчетов показало, что полная стоимость поездки на вертолете (даже используемых в настоящее время изделий семейства Ми-8/17) после перехода на АСКТ может стать ниже, чем на самолетах аэродромного базирования. Возможное преиму-
щество вертолетов сильнее выражено в области малых дальностей полетов и малой плотности населения. В регионах, характеризующихся произведением плотности и подвижности населения порядка 1 полет км2/год, вертолеты, использующие АСКТ, будут иметь преимущество перед самолетами МВЛ на дальностях до 200-300 км. В регионах, где произведение плотности населения около 0,1 полета км2/год, область преимущественного применения вертолетов расширяется примерно до 500 км; - имеющихся в наличии ресурсов попутного нефтяного газа достаточно для производства АСКТ для выполнения транспортной работы в ОТДМР на уровне 10-20 млрд пасс.-км/год. При дальнейшем возрастании авиационной подвижности населения этих регионов нельзя исключать возникновения дефицита сырья для производства АСКТ.
Стоимость производства дополнительных объемов авиатоплива и эффективность его использования на воздушном транспорте нуждаются в дополнительном анализе.
Список литературы
1. Авиация. Энциклопедия. М.: Бол. рос. энцикл. 1994.
2. Аджиев А.Ю., Брещенко Е. М. Технология получения нового авиационного топлива - АСКТ // Авиаглобус. 2009. № 7.
3. Аксенов И. Я. Единая транспортная система. М.: Высшая школа, 1991.
4. Ашфорд Н., Райт П. Х. Проектирование аэропортов. М.: Транспорт, 1988.
5. Горшкова И. В., Клочков В. В. Экономические проблемы управления развитием авиатранспортной сети в малонаселенных регионах России // Управление большими системами. 2010. Вып. 30.
6. Иванов Ю. Н. Теоретическая экономика. Очерк экономических доктрин. Теория потребления. М.: Наука, Физматлит, 1997.
7. Клочков В. В. Управление инновационным развитием гражданского авиастроения. М.: МГУЛ, 2009.
8. Позамантир Э. И. Модели спроса на перевозки // Экономико-математический энциклопедический словарь. М.: Бол. рос. энцикл., 2003.
9. Попова Т. И., Горшкова И. В. Инновационный потенциал использования местных топливных ресурсов на воздушном транспорте Крайнего Севера: межвуз. студ. науч. конф. «Российская модель социально-экономического развития: настоящее и будущее». Краснодар: КФ РГТЭУ, 2011.
10. Чернышев С. Л., Ковалев И. Е., Маврицкий В. И. Переход на новое авиационное топливо // Авиаглобус. 2009. № 7.
