CC BY
103
УДК 620.9, 338.5 ГРНТИ 06.71.03 ВАК 08.00.05
ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПЕТРОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ДЛЯ
РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНОВ РФ
Никифорова Д.В., аспирант, ФГБОУВПО «НИУ «МЭИ»
Разработана экономико-математическая модель для оценки конкурентоспособности ПетроТЭС во всех субъектах Российской Федерации. Рассмотрено влияние изменения способа бурения скважины и снижения количества отпущенной электроэнергии на конкурентоспособность.
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии (ВИЭ); петротермальная энергетика; себестоимость; конкурентоспособность; экономико-математическая модель.
ECONOMETRIC MODEL FOR EVALUATE COMPETITIVENESS OF USING HOT DRY ROCK ENERGY IN DIFFERENT REGIONS OF RUSSIAN FEDERATION
Nikiforova D., the post-graduate student of National Research University «Moscow Power Engineering Institute», khitrova.d.v@mail.ru
The economic-mathematical model was developed for evaluating the competitiveness of PetroTES in all regions of the Russian Federation. Was considered the effect of the change in method of drilling wells and reduce the amount of energy released on competitiveness.
Keywords: renewable energy sources (RES); hot dry rock energy; cost; competitiveness; economic-mathematical model.
На сегодняшний день одну из глобальных мировых проблем представляют экологические последствия сжигания и истощение запасов традиционного топлива. Решением этой проблемы является применение новых энергосберегающих технологий, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Преимущества технологий энергоснабжения, использующих возобновляемые источники энергии, по сравнению с их традиционными аналогами связаны не только со значительными сокращениями затрат энергии, но и с их экологической чистотой, а также с новыми возможностями в области повышения степени автономности систем жизнеобеспечения.
Одним из наиболее перспективных направлений развития ВИЭ является использование тепла Земли. Ресурсы геотермальной энергии разделяются на гидротермальные и петротермальные. Петротермальная энергия, заключенная в твердых породах составляет 99 % от общих ресурсов подземной тепловой энергии и является повсеместно доступной, поэтому представляет наибольший интерес для систем энергоснабжения.
Для выбора регионов Российской Федерации, где строительство петротермальных станций будет экономически целесообразно, а сама петротермальная технология конкурентоспособна, разработана экономико-математическая модель. Экономико-математическая модель (ЭММ) — это математическое описание экономического процесса или объекта, произведенное в целях их исследования.
Построение ЭММ происходит в несколько этапов, представленных на рисунке 1.
J
Отбор переменных 1 Определеннедопущений J i Взаимосвязь переменны*
Рис. 1. Процесс построения экономико-математической модели
Для оценки конкурентоспособности ПетроТЭС были выбраны факторы, представленные в таблице 1.
Таблица 1. Основные показатели оценки конкурентоспособности анализируемых объектов
Группа показателей Отобранные показатели для дальнейшей оценки
1 Гараметрн ческие показатели - коэффициент использования установленной мощности; - число час он работы электростанции в году; - срок полезного использования; - уровень новизны; - уровень экологической безопасности; - возможность тиражирования инженерных решений; - степень подготовленности технологического решения к реализации проекта.
Экономические показатели - период окупаемости проекта строительства электростанции; - себестоимость выработки электрической энергии; * капитальные вложения на единицу установленной мощности.
Перечисленные выше показатели влияют на конкурентоспособность технологического решения. В качестве переменных для экономико-математической модели целесообразно выбрать факторы, которые можно количественно оценить, а именно:
Коэффициент использования установленной мощности - Кп, в долях от единицы;
Число часов работы электростанции в году - Н, час;
Срок полезного использования - N лет;
Период окупаемости проекта строительства электростанции - Т, лет;
Себестоимость выработки электрической энергии - 8, руб./кВт-ч;
Капитальные вложения на единицу установленной мощности - к, тыс. руб./кВт;
При построении модели было сделано следующее допущение: показатели уровня новизны, уровня экологической безопасности, возможности тиражирования инженерных решений, степени подготовленности технологического решения к реализации проекта так же влияют на конкурентоспособность, но это влияние практически невозможно оценить количественно. Можно лишь сказать, что при повышении
этих факторов конкурентоспособность увеличивается, т.е. они оказывают положительное воздействие. Однако в целом эти показатели не будут оказывать существенного воздействия на результат сопоставления конкурентоспособности рассматриваемого решения в различных регионах России, а значит ими можно пренебречь.
Все показатели являются взаимосвязанными, т.к. они в той или иной степени влияют на конкурентоспособность. При увеличении таких переменных, как Кп, Н, N конкурентоспособность повышается, так как это непосредственно влияет на цену конечного продукта, в данном случае электрической энергии; при увеличении Т, 8 и к конкурентоспособность снижается.
Рассматриваемая ЭММ носит смешанный характер, и может быть определена как отношение произведений отдельных факторов. ЭММ для оценки конкурентоспособности (Квр) будет иметь следующий вид (формула 1):
/К„хН х АЛ
(1)
При подставлении размерностей каждой из величин, получим следующее соотношение (2):
хп хлгч К5р = г(———— * Т х 5 х к >
зличин, получим следующее соот
( час X лет \ /часахкВт2\ /1 .
- ру* руб =Я—^-) = /Ы
лет х „ *-V РУб г -Ь
кВт X час кВт7
(2)
Таким образом, подтверждается предположение о том, что конкуренция на стадии генерации носит ценовой характер, а, значит, зависит от себестоимости электроэнергии. Чем выше себестоимость отпущенной электроэнергии, тем ниже конкурентоспособность данного технологического решения.
Кэр - величина безразмерная, что выполняется, когда числитель и знаменатель имеют одинаковую размерность. В качестве величины, по отношению к которой можно находить конкурентоспособность, примем одноставочный тариф на электроэнергию для населения (Т) в конкретном регионе для городского и сельского населения, установленный государством.
Тогда формула для расчета конкурентоспособности примет вид (формула 3):
(3)
Основной задачей данной модели является определение воздействия региона на конкурентоспособность ПетроТЭС. Как было указано выше, конкурентоспособность зависит от себестоимости, следовательно, необходимо определить, насколько отличается себестоимость выработки электроэнергии в различных регионах России.
Основные факторы, на конкурентоспособность применения петротермальной технологии в различных регионах представлены
пе
Температурный градиент grad, /100м определяется по карте «Геотермическая карта России 1995 г.» Температурный градиент оказывает непосредственное влияние на капитальные вложения в бурение и обустройство скважины (Кскв). Большее значение градиента подразумевает меньшую глубину бурения скважины, а значит меньшие затраты на бурение и обустройство скважины [1].
Средняя заработная плата; по данным за 2012 год находится в диапазоне от 14248 руб. до 75485 руб. [2]
Поправочный коэффициент к стоимости промышленного строительства б [3].
Одноставочные тарифы для населения проживающего в городских и сельских населенных пунктах, Тг и Тс, руб./кВт'"ч [4].
Уровень выработки электроэнергии (Эг) не зависит от того, в каком регионе работает станция, однако это весьма важная составляющая, и ее необходимо учесть: в случае, если потребителю не понадобится весь объем электроэнергии ПетроТЭС, себестоимость выработки значительно возрастет, а значит и снизится конкурентоспособность станции. Это может произойти, например, при появлении газовых магистралей, когда целесообразно строить парогазовые или газотурбинные установки, значение себестоимости которых также достаточно низко.
При упрощении зависимости и выделении факторов, определяющих региональную составляющую, получена формула для расчета себестоимости отпущенной электроэнергии:
5,8 X Зп + 0,651 X (0,02 X Кскв + 2,887) х а
5 = ^ (4)
Таким образом, зависимость себестоимости отпуска электроэнергии представляет собой функцию от следующих параметров (формула 5):
5 = /"(Кскв(йггаЮ;а:Зп; Эг)
(5)
Это означает, что конкурентоспособность представляется функцией вида (формула 6):
Кгр = /(Кскв{,яглгО:гг:Зп:Эг;Т)
(6)
При изучении и анализе данной модели используются следующие допущения:
Во всех регионах планируется строительство станций одинаковой мощности -1000 кВт;
Таблица 2. Субъекты РФ со средним температурным градиентом до 2/100м
№ Субъекты РФ Krad, /100и № Субъекты РФ erad, "С /юом
I Архангельская область U 10 Республика Татарстан 1,7
2 Тульская область 1,5 11 Кировская область 1,7
3 Республика Мордовия 1,5 12 Нижегородская область 1,7
4 Пермский кран 1,5 13 Ульяновская область 1,7
5 Ивановская область 1,7 14 Свердловская область 1,7
6 Тверская область 1,7 15 Республика Тыва 1,7
7 Республика Карелия 1,7 16 Красноярский крап 1,7
8 Вологодская область 1,7 17 Республика Саха (Якутия) 1,7
9 Республика Башкортостан 1.7 IS Хабаровский крап 1,7
Максимальная величина отпущенной электроэнергии составляет 5525 МВт ч;
Рассматриваются регионы с геотермическим градиентом свыше 2/100м. (Для выработки электроэнергии температура теплоносителя на выходе скважины должна быть свыше 110, т.е. в случае градиента, равного 2/100м глубина скважины должна быть порядка 6000 метров, что представляет собой сверхглубокое бурение с низкой степенью экономической целесообразности);
Расчет производится по средней величине температурного градиента по региону.
Следуя допущениям экономико-математической модели, температурный градиент должен быть не ниже 2/100м. Таблица 2 содержит перечень субъектов РФ, в которых среднее значение геотермического градиента ниже принятого. Использование петротермальной энергетики в данных субъектах не конкурентоспособно, перечисленные регионы не будут рассматриваться в дальнейших расчетах.
Конкурентоспособность в городе Кэр_г и сельской местности К^р_с рассчитываются по формуле (3). На рисунке 2 представлены результаты расчета конкурентоспособности ПетроТЭС в различных регионах РФ: наиболее благоприятными регионами для строительства ПетроТЭС являются те регионы, в которых значение конкурентоспособности значительно выше единицы, а именно, в порядке убывания приоритета: Владимирская область, Ставропольский край, Республика Адыгея, Рязанская область, Новгородская область и так далее.
Проанализировав полученный график можно разделить субъекты РФ на 3 типа:
В 37 субъектах РФ ПетроТЭС конкурентоспособна как в городе, так и в сельской местности;
В 13 субъектах РФ ПетроТЭС конкурентоспособна в городе, но не конкурентоспособна в сельской местности;
В 13 субъектах РФ ПетроТЭС не конкурентоспособна ни в городе, ни в сельской местности.
Рисунок 2 - Конкурентоспособность ПетроТЭС в различных регионах РФ
В случае постановки задачи выбора региона строительства, данный график позволяет наглядно его обосновать. В случае, когда для строительства ПетроТЭС задан конкретный регион, график позволит оценить, обосновано ли строительство экономически в городе или в сельской местности.
Для повышения конкурентоспособности ПетроТЭС в 26 субъектах РФ рассмотрен план мероприятий, основанный на изменении факторов, влияющих на конкурентоспособность:
Снижение заработной платы - это недопустимая мера, так как это приведет к утечке кадров и снижению квалификации;
Повышение температурного градиента - это невозможно. Каждая территория имеет свое значение температурного градиента, сформированное тектоническими процессами на протяжении миллионов лет;
Снижение поправочного коэффициента к стоимости промышленного строительства - это невозможно без принятия новых мер на законодательном уровне: для научного исследования использованы данные из письма Координационного центра по ценообразованию и сметному нормированию в строительстве от 14 февраля 2013 г. № КЦ/П2013-02 «Об индексах изменения сметной стоимости строительства по Федеральным округам и регионам РФ на февраль 2013 года»;
Снижение капитальных вложений в бурение и обустройство скважины - возможно. Для расчетов конкурентоспособности использованы данные по стоимости для традиционных видов бурения и бурового снаряда. В случае применения БС-01, значение капитальных вложений можно снизить в 4 раза [5].
Таким образом, на снижение или повышение конкурентоспособности ПетроТЭС в конкретном регионе влияет изменение двух параметров: капитальные вложения в бурение и обустройство скважины и годовая выработка электроэнергии.
Снижение капитальных вложений за счет использования новой технологии бурения, позволит в целом повысить конкурентные преимущества петротермальной энергетики, а в некоторых случаях, также, может варьировать приоритеты регионов в выборе места строительства станции по показателю конкурентоспособности. Пример изменения приоритета территории для строительства приведен в таблице 3.
Таблица 3. Изменение приоритета территории строительства в зависимости от снижения капитальных вложений в скважину
Кскв Кскв - 25% Кскв - 50% Кскв - 75%
I Краснодарский край Краснодарский край Костромская область Костромская область
2 Астраханская область Астраханская область Краснодарский край Краснодарский край
3 Костромская область Костромская область Астраханская область Белгородская обл асть
4 Белгородская область Белгородская область Белгородская область Ленинградская область
5 Ленинградская область Ленинградская область Ленинградская область Астраханская область
При снижении затрат на бурение и обустройство те субъекты РФ, в которых ПетроТЭС были конкурентоспособны, только укрепили свою позицию. Только в Еврейской автономной области, Республике Хакасия и Иркутской области при снижении затрат на бурение ни в городе, ни в сельской местности ПетроТЭС является неконкурентоспособной. В 10 субъектах РФ ПетроТЭС стала полностью конкурентоспособна. В 13 регионах целесообразно строить ПетроТЭС, однако необходимо учесть максимальный уровень затрат, при которых это становится экономически оправдано.
Основной риск, с которым может столкнуться ПетроТЭС на стадии эксплуатации - это «потеря» потребителей. Необходимо определить, останется ли ПетроТЭС конкурентоспособной в конкретном регионе при снижении выработки электроэнергии.
Например, для Владимирской области результаты представлены в таблице 4. Видно, что даже в самом благоприятном регионе для
строительства ПетроТЭС при снижении выработки электроэнергии до 1000 МВт ч в год станция становится неконкурентоспособна.
Таблица 4. Изменение себестоимости и конкурентоспособности в зависимости от выработки электроэнергии во Владимирской области
Эг, МВт ч 5525 5000 4000 3000 2000 1000
S, pyfi./кВт'Ч 1,004 1,110 1,387 1,849 2,774 5,548
Kip г 14,023 11.485 7,350 4,135 1.838 0,459
Ksp с 6,861 5,619 3,596 2,023 0,899 0,225
Таким образом, сформированы следующие выводы:
При уровне выработки электроэнергии в 1000 МВт ч в год и менее ПетроТЭС не является конкурентоспособной; При снижении выработки до 5000 МВт ч ситуация практически не отличается от исходной;
В случае строительства станции в наиболее благоприятном районе она остается конкурентоспособной при снижении годовой выработки до одной четверти;
В менее благоприятных районах ПетроТЭС остается конкурентоспособной при больших значениях годовой выработки электроэнергии. Разработанная модель позволяет:
Определить регионы, в которых ПетроТЭС конкурентоспособна; Определить приоритет региона для строительства ПетроТЭС;
Определить регионы, в которых ПетроТЭС конкурентоспособна при изменении исходных данных; Оценить эффект от снижения капитальных вложений в скважину и его влияние на приоритетность регионов; Оценить риски связанные со снижением выработки, в том числе из-за «потери» потребителей.
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение №14.В37.21.0503. Литература:
1 Никифорова Д.В., Рыженков В.А., Мартынов А.В., Кутько Н.Е.. О возможности использования тепла глубинных пород Земли для электро- и теплоснабжения обособленных потребителей. Научно-технический журнал «Энергосбережение и водоподготовка». - 2009.
- № 1(57). - С. 12-16.
2 Средняя заработная плата по регионам - [Электронный ресурс]. URL: Ьйр:/Лр1р1р.гиЛгеёпуауа^агрШа/(дата обращения: 15.10.2013).
3 Письмо Координационного центра по ценообразованию и сметному нормированию в строительстве от 14 февраля 2013 г. № КЦ/ П2013-02ти "Об индексах изменения сметной стоимости строительства по Федеральным округам и регионам РФ на февраль 2013 года"
- [Электронный ресурс]. URL: http://www.ocenchik.ru/docs/1462-mdexy-izmeneшya-smetnoy-stoimosti-february.html (дата обращения: 15.10.2013).
4 Тарифы на электрическую энергию для населения // Официальный сайт Федеральной службы по тарифам РФ - [Электронный ресурс]. URL: Ьйр://«^й^1х£ги/ (дата обращения: 15.10.2013).
5 Гнатусь Н. А., Хуторской М. Д. Перспективы извлечения и использования тепла «сухих горных пород» - петротермальная энергетика // Мониторинг. Наука и Технологии. - 2010. - № 2(3). - С. 6-15.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ИНФОРМАТИЗАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
РЕГИОНА
Гасанов М.А., д.э.н., ведущий научный сотрудник ИСЭИДНЦРАН, профессор
В статье рассматривается основные направления государственной политики по формированию и устойчивому развитию производственно-информатизационной инфраструктуры в регионе. Проведен сравнительный анализ регионов СКФО, а также предлагается разработать программу комплексного развития всех видов подотраслей в условиях рыночного регулирования экономики региона.
Ключевые слова: экономическая эффективность, доходы, государственная политика, исследования, комплексный анализ, компьютеризация, устойчивое развитие.
INCREASING TO EFFICIENCY OF THE GOVERNMENT REGULATION IN SPHERE PRODUCTION-INFORMATIZACIONNOY SYSTEMS OF THE REGION
Gasanov M., Doctor of Economics, head research associate, professor, ISEIDNTS RAN
Main trends state is considered in) article on lithium on shaping and firm development production-informatizacionnoy infrastructures in region. Organized benchmark analysis region SKFO, but so is off ere develop program of the complex development all type under branches to condition of the market regulation of the economics of the region.
Keywords: cost-performance, incomes, state policy, studies, complex analysis(test), computerization, firm development.
Одним из важнейших направлений научно-технической и экономической политики страны и ее регионов является развитие производственно-информатизационной инфраструктуры. Эта отрасль как составная часть рыночной экономики обеспечивает оперативную передачу и распространение информационных потоков. Следовательно, состояние региональной экономики находится в прямой зависимости от степени развития информатизации и средств связи.
Производственно-информатизационная сфера, непосредственно воздействуя на развитие народнохозяйственного комплекса, обеспечивает рост всего материального производства. Это подтверждается
опытом деятельности связистов региона, которые изыскивают возможности расширения технической эксплуатации информатизаци-онных сооружений.
Выполненный анализ системы информатизации позволил обнаружить существенные различия в обеспеченности этими интегрирующими услугами на уровнях регионов страны, СевероКавказского федерального округа и Дагестана, что свидетельствует о необходимости научного прогнозирования развития данной отрасли, очень важной для выработки оптимальных вариантов ее формирования и устойчивого развития.
