CC BY
95
Выводы
1. Структурирование является важным начальным этапом постановки сложной проблемы диспетчеризации электропотребления, позволяющим конкретизировать совокупность задач в ее составе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев ВА. Поиск и принятие решений в сложных задачах проектирования измерительных преобразователей // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - № 3. - С. 73-76.
2. Русин ГЛ., Филиппова Т.А. Бизнес процессы энергетической фирмы и модели прогнозирования продукта // Передача энергии переменным током на дальние и сверхдальние расстояния: Труды Меж-дунар. научно-техн. конф. - Новосибирск, 2003. - Т. 2. - С. 44-55.
3. Рекомендациями по стандартизации Госстандарта России Р 50.1.028 - 2001 «Информационные технологии поддержки
2. Построение бизнес-процессов выхода и функционирования предприятия на рынке электрической энергии является удобным формальным инструментом структуризации проблемы диспетчеризации электропотребления, наглядного представления процессов и задач создания современной СДУ.
жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования».
4. Осика Л.К. Автоматизация управления энергопотреблением // Промышленная энергетика. - 2004. - № 4. - С. 9-13.
5. Красник В.В. Управление электрохозяйством предприятий. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 152 с.
6. Титаренко А.В. Система договоров на оптовом рынке электроэнергии // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Матер. X Всеросс. научно-техн. конф. - Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 137-140.
С целью прогнозирования энергопотребления на территории региона, планирования топливно-энергетических балансов, учитывающих демографические и экономические тенденции, следует знать величину энергетических ресурсов, необходимую и достаточную для поддержания жизнедеятельности человека. Потребность в углублении энергетической эффективности региона диктуется энергетической стратегией Российской Федерации. Она предусматривает [1]:
1. Двухкратное снижение удельной энергоемкости валового внутреннего продукта в 2020 г.
2. Удовлетворение внутренних энергетических потребностей страны в первичных энергоресурсах наиболее эффективным путем при их росте к 2020 г. на 30...40 %.
3. Умеренный рост душевых расходов топливо и энергообеспечения населения (в 2 раза к 2020 г.). Понимание проблем, связанных с обеспечением энергетическими ресурсами потребителей, приводит к необходимости поиска их комплексного решения. Такие решения могут быть получены путем формирования комплексной энергетической
программы региона. Основные принципы, положенные в подготовку программы [2]:
• анализ состояния и повышение эффективности использования производится по всем энергоресурсам,
• повышение эффективности использования энергоресурса осуществляется на всех этапах жизненного цикла энергоресурса от добычи до утилизации отходов,
• в первую очередь необходимо создание нормативно-правовой базы,
• в ходе реализации программы формируются структуры и механизмы управления, сочетающие экономическое самоуправление предприятий и расширение полномочий органов местного самоуправления,
• настойчивая перестройка общественного мнения по вопросам экономного энергопотребления.
Наглядным инструментом, показывающим добычу, производство, распределение, потребление и утилизацию топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в реальном времени является топливно-энергетический баланс (ТЭБ). Обычно ТЭБ формирует-
УДК 621.311
РОЛЬ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА В ПРОГРАММЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Г.Н. Климова
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Произведена оценка индикаторов энергетической эффективности, показано влияние планирования структуры, а также объемов потребления и производства энергетических ресурсов на состояние и развитие топливно-энергетического комплекса и социальной сферыI Томской области.
ся на основе статистической информации, предоставляемой Комитетом государственной статистики и получаемой непосредственно от предприятий.
В табл. 1 представлен сводный ТЭБ Томской области за 2003 г. [3], в котором статистическому наблюдению подлежали крупные и средние предприятия и организации всех отраслей экономики, состоящие на самостоятельном балансе со среднесуточным потреблением топлива в условном исчислении от 2 т и выше и теплоэнергии 15 Гкал и выше или разрешенной к использованию электрической мощности 100 кВт и выше. На основе полученной модели ТЭБ уточняются изменения в структуре баланса и тенденции развития топливно-энергетического комплекса области, позволяющие дать прогнозные оценки производства и потребления электрической энергии и ресурсов.
Сводный топливно-энергетический баланс Томской области составлен на основе частных балансов по видам энергоресурсов. При пересчете натуральных топлив к условному (угольному эквиваленту) приняты следующие коэффициенты [4]:
Газ (1000 м3) = 1,189 т.у.т.
Нефть (1 т) = 1,43 т.у.т.
Уголь (1 т) = 0,796 т.у.т.
Дрова (1 пл. м3) = 0,35 т.у.т.
Прочие (1 т) = 1,451 т.у.т.
Электроэнергия (1 кВт.ч) = 0,00032 т.у.т.
Тепловая энергия = 0,172 т.у.т.
В сводном балансе приняты следующие обозначения:
"-" (пробел)- сведения отсутствуют,
". . . " (многоточие) - наблюдение не ведется,
"0" - небольшая, пренебрежительно малая величина.
Строка " Потребление всего по области" определяется как разность между "Отпуском в сеть" (п. 12) и "Потерями в сети" (п. 13). Здесь учитывается топливо и энергия, отпускаемые потребителям области.
Строка "Конечное потребление" учитывает топливно-энергетические ресурсы, поступающие в отрасли экономики области за вычетом потребления в топливно-энергетическом комплексе.
Строка "Фактическое потребление" показывает потребление ТЭР по данным статического наблюдения в отраслях экономики области.
Строка "Статистическое расхождение" (разница между п. 14 и п. 28) показывает расхождение между отпуском ТЭР по источникам и фактическим потреблением в отраслях экономики области.
Строка "Потенциал энергосбережения" определена исходя из оценок, выполненных в Программе повышения эффективности энергоиспользования Томской области.
Анализ топливно-энергетического баланса может быть осуществлен по многим направлениям. Глубина анализа определяется прежде всего целя-
Таблица 1. Сводный топливно-энергетический баланс за 2003 год, тыс. тусловного топлива
Этап Нефть Газ попутный Газ природный Уголь Дрова Мазут Диз. топливо Электр. энергия Тепловая энергия Всего
Производство ТЭР 19527 1838 10680 0 160 95 153 640 1906 34999
Отправлено за пределы области 11526 0 3388 0 0 108 121 150 0 15293
Получено из других регионов 0 0 0 2039 0 472 202 1384 0 4097
Остаток на складе с прошлого года 0 0 0 230 0 0 0 0 0 230
Электростанции АО «Томскэнерго» всего: 0 0 0 0 0 0 0 640 645 1285
в т.ч. ГРЭС-2 0 0 0 0 0 0 0 438 422 860
ТЭЦ-3 0 0 0 0 0 0 0 202 223 425
Котельные всего 0 0 0 0 0 0 0 0 1261 1261
ДЭС, ДГС, ГТС 0 0 0 0 0 0 0 240 0 140
Располагаемые ресурсы 8001 1838 7292 2269 160 459 234 2114 1906 22939
Собственные нужды всего 0 0 0 0 0 0 0 94 57 151
Отпуск в сеть 0 0 0 0 0 0 0 2020 1849 3723
Потери в сети 0 0 0 0 0 0 0 217 454 671
Потребление всего по области 8001 1838 7292 2269 160 459 234 1803 1395 23305
Электростанции АО «Томскэнерго» всего: 0 0 1099 66 0 - 0 0 0 1165
в т.ч. ГРЭС-2 0 0 723 66 0 - 0 0 0 789
ТЭЦ-3 0 0 376 0 0 - 0 0 0 376
Котельные всего 75 0 480 200 37 - 0 0 0 792
ДЭС, ДГС, ГТС 0 1838 0 0 0 0 234 0 0 2072
Конечное потребление 7926 0 5713 2003 123 459 0 1703 1395 19276
Фактическое потребление 633 1838 4993 1692 86 5 234 1456 965 11902
Стат. расхождение 7368 0 2299 577 74 454 0 247 430 -
Потенциал энергосбережения 10 - 50 60 30 - - 20 300 -
ми, которые для этого ставятся. Далее приведены некоторые элементы анализа, дающие основания для решений по повышению эффективности использования энергоресурсов.
Так, динамика производства электроэнергии и тепла в АО «Томскэнерго» говорит о заметной стабильности объемов производства в последние годы. Уровень производства электроэнергии определяется объемом когенерации. Но цена собственного производства на конденсационном цикле значительно выше тарифа на ФОРЭМ.
Структура производства топливно-энергетических ресурсов в Томской области такова, что конечные виды энергоресурсов - электроэнергия, тепловая энергия, нефтепродукты и дрова - в сумме не достигают и 10 % (8,8 %) от всех производимых ТЭР, направляемых преимущественно за пределы области, а доля нефти в производстве ТЭР составляет 56 % (рис. 1) [3].
Рис. 1. Производство топливно-энергетических ресурсов в Томской области
Структура производства тепловой энергии в Томской области, показанная на рис. 2, свидетельствует о том, что электростанции АО «Томскэнерго» не являются основным источником теплоэнергии. Прежде всего, это произошло потому, что почти вся нагрузка промышленности ушла на собственные котельные из-за неумеренных тарифов на тепловую энергию, установленных АО «Томскэнерго».
В области наблюдается устойчивый рост производства (включая добычу нефти и газа) энергоресурсов в последние годы с темпом в среднем более 9 % в год. Потребление растет менее интенсивно. Темп прироста потребления составляет величину, близкую к 5 %.
Объемы ввозимых в область энергоресурсов -это уголь и электроэнергия, в последние годы стабилизировались на уровне 4,5 тыс. т условного топлива, что составляет около 2/3 всех используемых энергоресурсов.
При анализе динамики объемов отпуска электроэнергии и ее потерь в сетях заметен определенный рост потерь. С тех пор как норматив потерь исключен из контрольных показателей системы, потери неуклонно растут.
Структура потребления энергоресурсов говорит о преимущественном потреблении газа. Эта тенденция видимо будет продолжаться и далее.
Структура потребления топливно-энергетических ресурсов отраслевыми комплексами свидетельствует о том, что промышленность была и остается наиболее энергоемкой сферой, а потребление ТЭР населением не дотягивает до 16 %.
Подобный анализ может быть проведен для каждого столбца (ресурса) и каждой строки (этапа жизненного цикла ресурса) топливно-энергетического баланса. Интересную картину дает временной интервал, рассматриваемый при составлении и анализе топливных балансов. Для Томской области сводные топливно-энергетические балансы составлены на период 1995-2003 гг. [3].
Проекция энергетических коэффициентов на экономические и демографические показывает, на сколько эффективно используются топливно-энергетические ресурсы на территории региона, табл. 2 [2].
Индикаторы эффективности разработаны для объективного контроля исполнения Программы энергетической эффективности Томской области, рассчитанной на перспективу до 2020 г. К сожале-
«
о и о ч и и н
Л Л и н о
И
ев И
н о Ч о
ев
СП
О Л И
и ю О
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 -200 -400 -600
Тыс. т у.т.
I
к н о
— ^ -«
н
— оК
" С
-Л -
И
Я
X ®
О Я «
н о
— Ю-
о о
и
Рис. 2. Структура производства тепловой энергии в 2003 г., тысяч тонн условного топлива (тыс ту.т.)
Таблица 2. Индикаторы эффективности Томской областной программы энергосбережения. Этап I (1999-2003 гг.)
Наименование показателей 1999 2000 2001 2002 2003
Электроемкость ВРП, кВт.ч/тыс. р. 305/215 296/150 286/105 283/81,8 278/80
Душевое потребление электроэнергии, тыс. кВт.ч/чел. 6,31/5,82 6,18/6,12 6,06/6,33 5,94/6,27 5,76/6,18
Душевое потребление тепловой энергии, Гкал/чел. 6,71/9,86 6,58/9,12 6,45/8,89 6,25/9,05 6,13/8,56
Душевое потребление ТЭР, т у.т./чел. 5,95/7,08 5,83/7,41 5,71/7,60 5,60/7,68 5,43/7,51
Доля потребляемых энергоресурсов, поставляемых из-за пределов области, % 75/68,9 72/71,3 72/72 70/69,2 68/67
Доля электроэнергии, поставляемой из-за пределов области, % 72/65,6 72/63,2 70/62,2 70/59,9 65/63
Доля бюджетных расходов, направляемых на дотации и субсидии, % 8,9 18 14,6 7,0 6,5
Фактические потери в инженерных сетях, % • электроэнергия • тепловая энергия • вода 21/6,9 30/4,8 30/14,1 20/- 20/7,2 28/5,9 30/15,9 18/- 20/7,7 28/15,2 28/15,3 15/- 18/10 26/16 28/17,8 13/- 18/11 25/16 27/18 12/19
Количество сертифицированных по энергоэффективности видов промышленной продукции, шт. Не проводилось
Доля жилья, введенного в соответствии с требованиями нового СНИП, % 30/0 40/0 50/0 60/0 70/0
Количество предприятий, прошедших энергообследование, шт. 24/17 30/43 30/48 30/56 30/71
Доля отопительных систем, оборудованных приборами учета, % 22/11,2 25/13,8 30/18,9 35/23,6 40/34,1
Доля водопроводных систем, оборудованных приборами учета, % 10/0,9 20/1,4 30/1,9 40/12,4 45/15
* в числителе - плановое значение индикатора, в знаменателе - фактическое
нию, не удается придумать такие индикаторы, чтобы каждый однозначно соответствовал конкретной целевой установке программы. Поэтому цели программы одни, а индикаторы - другие.
Таблица 3. Индикаторы программы «Обеспечение энергетической эффективности на территории Томской области». Этап II (2004-2008 гг.)
Наименование показателей 2004 2005 2006 2007 2008
Энергоемкость ВРП, кг у.т./р. 87 85 83 80 76
Электроемкость ВРП, кВт.ч/тыс. р. 75 70 65 60 55
Душевое потребление электроэнергии, тыс. кВт.ч/чел. 5,60 5,46 5,31 5,16 5
Душевое потребление тепловой энергии, Гкал/чел. 5,9 5,67 5,44 5,21 5
Энергообеспеченность, % 32 35 40 47 50
Объем субсидий на душу населения, р./чел. 578 635 693 769 846
Несимметрия* тарифов по электроэнергии, о.е. 0,89 0,93 1,0 1,05 1,1
Несимметрия* тарифов по тепловой энергии, о.е. 0,9 0,95 1,0 1,0 1,0
Доля жилых зданий, оснащенных приборами учета, % (тепло/вода) 70/45 80/50 90/60 100/70 100/80
Неуравновешенность** тарифов по электроэнергии и топливу, о.е. 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0
* Несимметрия тарифа - отношение тарифа для населения к тарифу для промышленности.
** Неуравновешенность тарифа - отношение стоимости 1 ккал вырабатываемой электроэнергии к тарифу
Фактическое удельное потребление энергоресурсов на единицу ВРП оказалось существенно ниже запланированного. Это говорит не столько об
эффективности энергоиспользования, сколько о высоких темпах прироста ВРП после 1998 г.
Прирост ежегодного потребления ТЭР по сравнению с предыдущим годом снижается весьма показательно с 5,1 % в 1998 г. до 0,7 % в 2003 г.
Удельное потребление на душу населения энергоресурсов, электроэнергии и тепла остается выше запланированных, но темп их изменения имеет тенденцию к снижению.
Сохраняется высокий уровень бюджетных расходов, направляемых на субсидии и дотации населению в связи с услугами энергетики и ЖКХ.
В течение всего периода неуклонно росли фактические потери в инженерных сетях. В электрических сетях они достигли 10,5 %, в теплофикационных - 15 %, в водопроводных - 17 %.
За прошедшие годы строительными организациями не введено в эксплуатацию ни одного здания, отвечающего требованиям нового СНИПа по теплозащите ограждающих конструкций.
Все отопительные системы (почти 100 %) жилых зданий муниципального жилья оснащены приборами учета тепловой энергии. Это результат реализации губернаторской программы «Народный счетчик». Доля водопроводных систем, оснащенных приборами учета, остается незначительной - 12 %.
Второй этап программы предусматривает и существенное изменение состава индикаторов эффективности, табл. 3 [2]:
• Удельный объем субсидий на душу населения характеризует с одной стороны нагрузку бюджета, а с другой - динамику обращений граждан за субсидиями - нагрузку семейного бюджета коммунальными платежами.
• Несимметрия тарифов по электроэнергии характеризует сохраняемый уровень перекрестно-
го субсидирования населения за счет промышленных и других потребителей.
• Неуравновешенность тарифов характеризует степень неуравновешенности цены электрической и тепловой энергии.
• Доля жилья, оснащенного приборами учета энергоресурсов, показывает уровень культуры потребления энергоресурсов в жилом секторе. Всего программа включает в себя 94 мероприятия, для реализации которых требуются затраты порядка 160 млн р.; предполагаемый экономический эффект составит 300 млн р.
Модель топливно-энергетического баланса, рассмотренная в статье, позволяет:
• свести воедино все топливно-энергетические ресурсы, используемые на территории области;
• оценить развитие энергетики, в частности электроэнергетического комплекса.
Подробное изучение системы энергообеспечения региона, производства и потребления электрической энергии и ТЭР на территории области помогло наметить приоритетные мероприятия в целях повышения эффективности использования ТЭР. Наглядное представление динамики и тенденций развития топливно-энергетического баланса региона облегчило создание прогнозной модели потребления ЭЭ и ТЭР на ближайшую перспективу.
Основываясь на данных ТЭБ, определена доля участия населения в формировании структуры расходной части баланса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Топливно-энергетический комплекс России: вчера, сегодня, завтра / Под ред. А.А. Троицкого. - М.: Минтопэнерго, 1996. - 35 с.
2. Яворский М.И., Литвак В.В., Климова Г.Н. Основные направления повышения эффективности энергообеспечения потребителей региона на примере Томской области. - М.: РАН, Ин-
ститут народнохозяйственного прогнозирования, 2005. - 65 с.
3. Климова Г.Н. Исследование потребления электрической энергии и топливных ресурсов на примере Томской области. -Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - 20 с.
4. Литвак В.В., Силич В.А., Яворский М.И. Региональный вектор энергосбережения. - Томск: STT, 2001. - 342 с.
УДК 371:351.851
МЕНЕДЖМЕНТ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ТОМСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Н.М. Космынина
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Описаны организация и наиболее эффективные принципы управления научно-исследовательской работой студентов Электротехнического института ТПУ: разработка и ведение документации по НИРС в соответствии с требованиями стандарта ИСО 9001:2000; проработка всех этапов проведения студенческих мероприятий; применение современных информационных технологий; использование разнообразных стимулов для занятия НИР студентами и их научного руководства.
Научно-исследовательская работа студентов (НИРС) является неотъемлемой частью подготовки специалиста, способного быстро адаптироваться к изменяющимся условиям современного производства и рыночной экономики. Для управления этой деятельностью студентов в вузах создаются сектора, центры, отделы. Так, и в Электротехническом институте (ЭЛТИ), созданном в 2001 г. на базе факультетов автоматики и электроэнергетики, автоматики и электромеханики Томского политехнического университета (ТПУ), был организован сектор НИРС. Перед сектором были поставлены задачи: создание условий для развития и реализации творческих способностей студента, организация взаимодействия студента и научного руководителя, а также активизация деятельности сотрудников ЭЛТИ в этом направлении.
За годы существования организационная структура сектора не претерпела существенных изменений по сравнению с традиционной линейной иерархической структурой: заместитель директора ЭЛТИ по научной работе - руководитель сектора НИРС -ответственные за организацию НИРС подразделений института (кафедр, научных лабораторий). Однако объем организуемых на базе ЭЛТИ мероприятий, способствующих развитию исследовательских способностей студентов, существенно возрос; отмечается и высокое качество их проведения. Так, в 2005 г. сектор НИРС ЭЛТИ организовал и провел: • олимпиады: 15 олимпиад университетского уровня; 2 олимпиады областного уровня, две Всероссийские и три региональные с участием студенческих команд из 6 технических университетов России;
