CC BY
77
УДК 338
Д. П. Кожемякин
ООО «ПСХ "Энергия"»
ул. Химзаводская, 11, Бердск, Новосибирская область, 633004, Россия
E-mail: kdp@ngs.ru
СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
В данной статье предлагается процедура формирования стратегических сценариев развития городской системы теплоснабжения, сочетающих централизованную и децентрализованную ее доли и оптимизированных в задаваемых условиях. Для реализации этой процедуры был использован так называемый сценарно-ситуационный подход, формализованный экономико-математической моделью в вариантной постановке.
Ключевые слова: городская система теплоснабжения, централизация, децентрализация.
В настоящее время подавляющее большинство прогнозов развития коммунальных теплоснабжающих систем сводится к рассмотрению стратегических сценариев, в которых в той или иной доли присутствуют централизованное и децентрализованное 1 (локальное, автономное) теплоснабжение. Напомним, что в СССР преобладало централизованное теплоснабжение. В России с помощью централизованных систем обслуживается 92 % городских и 20 % сельских жителей, т. е. примерно 73 % населения страны [1].
Существуют различные взгляды на существо децентрализации. В отчете Инновационного бюро «Эксперт» 2 прямо говорится о том, что локальные системы должны иметь место, они эффективны в наиболее критических местах - в районах массовых новостроек и интенсивного роста промышленного производства. В таких местах, по мнению авторов, нужно вводить относительно небольшие (до 25 МВт) газотурбинные ТЭС и ТЭЦ (срок строительства - от трех месяцев до года) для покрытия местного спроса. В публикации приводится высказывание академика РАН О. Фаворского: «...радикальный путь обеспечения внутренней энергобезопасности - децентрализация энергетики, которая с учетом переделки котельных, работающих на газе. в небольшие электростанции, даст в России не только прибавку в выработке тепла и электричества, но и станет одной из основ экономии того же газа». Тем не менее авторы публикации предупреждают, что «необдуманная автономизация и локализация противоречат мировому мейнстриму - централизации систем теплоснабжения».
Во Всероссийском энергетическом институте им. Кржижановского предполагают, что через 20-30 лет доля тепла, производимого на ТЭЦ в системах централизованного теплоснабжения, уменьшится с 43 до 35 %, и значение автономных установок возрастет. В пользу существования децентрализованного теплоснабжения приводятся слова академика РАН С. Чистовича: «.сложившийся уровень централизации теплоснабжения городов не должен рассматриваться пассивно как сложившийся или стихийный фактор, ожидаемое значение которого лишь прогнозируется. Этот показатель должен быть одним из основных параметров управления городской энергетикой. Его плановые значения должны определяться исходя из государственных соображений, должны быть отражены в стратегических документах по развитию инженерного обеспечения и охране окружающей среды. Города же должны не препятствовать, а напротив, поощрять строительство локальных источников, но в зоне действия
1 Не входящее в действующие сложившиеся централизованные системы теплоснабжения.
2 Инновации в строительном кластере: барьеры и перспективы: Отчет / Инновационное бюро «Эксперт» (http://www.mno-expert.ru/consulting/building).
ISSN 1818-7862. Вестник НГУ. Серия: Социально-экономические науки. 2008. Том 8, выпуск 2 © Д. П. Кожемякин, 2008
ТЭЦ они должны разрешаться только как пиковые» 3. Авторы публикации полностью согласны с С. Чистовичем, заявляя, что в настоящее время назрела необходимость изменения схем централизованного теплоснабжения и дополнения их автономными (локальными) системами, но необходимыми только для пиковых нагрузок. В заключение делается вывод о том, что кризис 1990-х гг. показал принципиальные недостатки централизованных систем, поэтому современная концепция развития коммунальной теплоэнергетики должна предусматривать наличие «разумной (оптимальной) централизации теплоснабжения» 4.
Сценарные прогнозы развития смешанной (с централизованной и децентрализованной составляющими) системы теплоснабжения официально были заявлены в Энергетической стратегии до 2020 г., в которой провозглашался «пересмотр политики теплоснабжения городов и предприятий в части оптимального снижения централизации с целью повышения надежности теплоснабжения и снижения затрат на передачу тепловой энергии». Этот пересмотр базировался на следующих принципиальных положениях:
• интенсивное сокращение потерь тепла в системах централизованного теплоснабжения (СЦТ);
• увеличение доли населения и социальной сферы в потреблении тепла от СЦТ общего пользования;
• значительный рост производства тепла в хозяйственных структурах, не связанных с СЦТ общего пользования;
• высокий темп роста количества прогрессивных автономных источников в децентрализованном секторе теплоснабжения.
Необходимость развития смешанной системы теплоснабжения присутствует и в более позднем документе, который тоже можно отнести к официальным, так как он разрабатывался по поручению министерств Экономического развития и торговли и Промышленности и энергетики - в проекте Концепции энергетической стратегии России на период до 2030 г. [2]. Одной из стратегических концептуальных целей развития электроэнергетики и теплоснабжения в этом документе является «максимально эффективное использование возможностей когене-рации и развитие децентрализованного энерго- и теплоснабжения».
Были попытки оценить крайние варианты сценарных прогнозов с позиций настоящего времени. Так, в [3] оценивался вариант сохранения существующих систем централизованного теплоснабжения общего пользования за счет их обновления и реконструкции. По расчетам специалистов [3], на его реализацию потребуется около 72 млрд долл. капиталовложений до 2020 г., что при прогнозируемом росте цен на газ и уголь в 2-3 раза повысит цену тепла до социально неприемлемых размеров - не менее чем в 3-4 раза. Вариант повсеместного и полного перехода на децентрализованное теплоснабжение, по их оценке, также мало реален по экономическим, техническим и организационно-хозяйственным причинам (авторы не детализируют эти причины). Вывод очевиден: так как ни один из этих вариантов не является приемлемым, необходимо их рациональное эффективное сочетание, которое должно повысить надежность и экономичность теплоснабжения.
Необходимо отметить, что сочетание централизованного и децентрализованного теплоснабжения является широко распространенной формой организации этого процесса практически во всех странах Европейского содружества. Так, энергосистема Дании (в публикациях характеризуется как «датское энергетическое чудо» [4]) на 2/3 состоит из крупных систем централизованного теплоснабжения, работающих от крупных ТЭЦ и мини-ТЭЦ, :/3 принадлежит сектору децентрализованного теплоснабжения, в том числе системам газоснабжения с индивидуальными отопительными установками.
Вопрос состоит не столько в том, чтобы создать такую систему в России, а в том, чтобы система коммунального теплоснабжения была по возможности максимально эффективной в российских условиях. При этом необходимо иметь в виду намеченное будущее отечественной экономики, связанное с инновационной парадигмой ее развития. Эта парадигма должна естественным образом трансформировать сложившиеся взгляды на развитие энергетики во-
3 Инновации в строительном кластере: барьеры и перспективы: Отчет / Инновационное бюро «Эксперт» (http://www.inno-expert.ru/consulting/building).
4 Там же.
обще и теплоэнергетики в частности. В перспективных направлениях развития энергетики так или иначе должны уже сейчас отображаться факторы технико-технологического развития, структурных сдвигов в топливной составляющей энергетики, обострения экологических требований, социальных сдвигов. В России неизбежно расширение использования альтернативных источников энергии, энергоносителей и энерготехнологий, появление радикально новых - ядерной энергетики на быстрых нейтронах с полным топливным циклом, водородной энергетики, сверхпроводимости, нетрадиционных возобновляемых энергоресурсов, топливных элементов. Нельзя сбрасывать со счетов газогидраты и мечту человечества - термоядерную энергетику.
По оценкам специалистов [5], альтернативная энергетика еще в течение ближайших 5-10 лет не будет играть решающей роли в мировом энергетическом балансе, однако уже сейчас в большинстве развитых стран создаются условия для ее интенсивного развития. Россия должна быть также готова, несмотря на высокие запасы углеводородов, к увеличению удельного веса альтернативных (неуглеводородных) способов получения энергии.
Рассмотрим отдельные применяющиеся на практике технико-технологические достижения в области автономного (децентрализованного) теплоснабжения потребителей. Так, выпускаемые научно-производственной фирмой «Юсмар» 5 теплогенераторы могут применяться для автономного отопления различных жилых, производственных и складских помещений в местах, удаленных от тепло- и газопроводов, подключение к которым неизбежно приведет к значительным капитальным вложениям. Таковыми помещениями могут быть: жилые дома, коттеджи, дачи и дачные поселки, гаражи, теплицы, производственные и складские помещения различного назначения.
Теплогенераторы могут быть также использованы на объектах, требующих автономного, независимого обеспечения, таких как военные городки, больницы, школы, объекты коммунального хозяйства и т. п.
Использование теплогенераторов вместо традиционно используемых котлов различного типа экономически выгодно ввиду:
• отсутствия необходимости в закупке, транспортировке, хранении топлива и расходе денежных средств, связанных с этим;
• отсутствия необходимости содержания обслуживающего персонала котельной;
• отсутствия расходов на строительство, ремонт и содержание теплосетей, а также на ежегодную профилактическую подготовку к отопительному сезону;
• высвобождения значительной территории, необходимой для размещения котельной, подъездных путей и склада с топливом.
Отопительные установки фирмы «Юсмар» по совокупности эксплуатационных параметров, компактности и простоте конструкции превосходят любые другие виды отопительных котлов, кроме газовых.
Газовые котлы являются весьма перспективными в спектре бытовых теплоисточников 6. Основные области применения бытовых газовых котлов - жилой сектор, в частности для малоэтажного и коттеджного строительства, для жителей сельской местности и пригородов, живущих в индивидуальных или сблокированных домах, а также дачников.
В настоящее время жители новых многоэтажных домов или собственники крупных торго-во-развлекательных центров могут обзавестись собственной теплоэлектростанцией (мини-ТЭЦ), расположенной, например, на крыше зданий. Есть пример действующей мини-ТЭЦ, построенной для офисно-торгового комплекса в г. Одинцово Московской области. Установленная электрическая мощность этой крышной станции - 360 кВт, тепловая мощность -625 кВт. В летний период станция из бросовой теплоты (так как отопление не нужно) вырабатывает с помощью абсорбционных машин 280 кВт холода, используемого для кондиционирования воздуха. Себестоимость электрической энергии от такой мини-ТЭЦ даже при свободной, или «коммерческой», стоимости природного газа составляет около 0,80 руб./кВт-ч. По утверждению разработчиков, появление таких станций позволит открыть новый, весьма существенный источник пополнения бюджета муниципального образования, реально регу-
5 См.: http://altenergy.narod.ru/usmar_noteka.html.html
6 Там же.
лировать цены на энергоресурсы, снизить социальную напряженность при проведении реформ в ЖКХ. Например, 1 МВт мощности мини-ТЭЦ способен принести около 8 млн руб. дохода в год 7.
Наиболее перспективным направлением в развитии автономного теплоснабжения считается использование тепловых насосов 8. Уже существующие теплонасосные установки (ТНУ) позволяют при удельных затратах в 1 кВт получить на выходе для теплоснабжения 3-7 кВт тепла, в зависимости от температурного уровня источника низкопотенциальной теплоты. Применение такого рода установок за рубежом становится нормой и позволяет ежегодно сокращать потребление топливных ресурсов на 10 %.
По прогнозам Международного энергетического комитета по тепловым насосам, тепловая мощность, производимая тепловыми насосами для нужд населения, в развитых странах к 2020 г. составит 75 %. В итоге предполагается снижение расхода топлива на отопление к 2020 году на 90 %. Кроме этого, применение ТНУ уже в ближайшее время позволит существенно снизить негативное влияние энергетики на окружающую среду 9.
Внедрение теплонасосных установок происходит в настоящее время быстрыми темпами. Массовое производство и использование тепловых насосов осуществляется в США, Японии, ФРГ, Франции, Швеции, Дании, Австрии, Канаде и других развитых странах. В настоящее время в мире эксплуатируется более 50 млн ТНУ различной мощности 10.
Автономные системы на основе когенерационных установок (КУ) позволяют осуществлять комбинированное производство электроэнергии и тепла за счет передачи теплоты, образующейся в процессе работы двигателя, через систему теплообменников в отопительный контур. По пути широкого применения КУ идет большинство стран Европы. В настоящее время доля электроэнергии, вырабатываемой КУ в странах Западной Европы, составляет 10 %. Опыт эксплуатации существующих КУ показывает, что удается обеспечить экономию природного газа до 40 % по сравнению с раздельным получением тепла и электричества.
Наряду с указанными способами автономного теплоснабжения осуществляется также разработка и широкое внедрение энергопреобразующих систем на основе машин, работающих по прямому и обратному циклам Стирлинга (машины Стирлинга). Данное направление в развитии малой энергетики получило широкое распространение в развитых странах за последние 10-15 лет и считается наиболее перспективным в XXI в. 11
Сравнительный анализ и оценка различных вариантов смешанной системы теплоснабжения, по нашему мнению, должны быть обязательным атрибутом стратегического планирования на любом уровне организационной иерархии - на уровне страны в целом, на региональном, городском и муниципальном уровнях. Разумеется, каждый уровень должен отличаться свойственными ему целями, задачами. В данной статье предлагается процедура стоимостной оценки возможных вариантов сочетания долей централизованной и децентрализованной частей системы теплоснабжения небольшого города, рассматриваемых как стратегические сценарии ее развития. Для реализации этой процедуры была использована (по аналогии с [2]) так называемая сценарно-ситуационная модель. Для этой модели на первоначальном этапе формируются сценарные варианты развития городской теплосистемы, определяются ограничения и критерии оценки вариантов. В формализованном виде предлагаемая сценарно-ситуационная модель описывается линейной экономико-математической моделью с дискретными переменными. Для формулирования экономической задачи рассмотрим несколько предпосылок.
В настоящее время можно говорить, например, о достаточно высокой вероятности существования таких ситуаций в инвестиционном обеспечении реализации среднесрочных программ развития теплоснабжения (как детализированных частей стратегических сценариев любого уровня), как резкое увеличение тарифов с одновременным ростом субсидирования населения; привлечение необходимой величины государственных инвестиций при жестком
7 См.: http://altenergy.narod.ru/usmar_noteka.html.html
8 Там же.
9 Там же.
10 Там же.
11 Там же.
регулировании тарифа. При этом обе ситуации предполагают длительное сохранение и развитие централизованного теплоснабжения.
С позиций использования смешанных систем теплоснабжения необходимо формировать и оценивать варианты структурных изменений, заключающихся в постепенной замене до рациональных размеров централизованного теплоснабжения локальным или автономным.
Следует отметить, что теплоснабжающая организация, работающая в системе централизованного теплоснабжения функционирует и будет функционировать еще достаточно длительный срок в сложной среде взаимосвязей денежных потоков и организационно-функциональных взаимозависимостей. Принципиальная схема денежных потоков и организационно-функциональных связей в городской системе теплоснабжения выглядит следующим образом:
Сами денежные потоки также могут представляться в виде некоторого множества вариантов. Например, в настоящее время, по мнению специалистов 12, суммарные размеры субсидирования населения по всем направлениям в регионах на 40-80 % связаны с теплоснабжением, а сами субсидии населению в области теплоснабжения превышают в несколько раз бюджетные расходы всех уровней на реконструкцию и новое строительство систем теплоснабжения. В этих условиях очевидна необходимость оценки вариантов использования средств, расходуемых на субсидии при росте тарифов, в качестве инвестиций в развитие систем теплоснабжения.
12 Антонов Н., Татевосова Л. Тариф развития и инвестирование теплоснабжения муниципальных образований 2007 г. См.: http://df7.ecfor.rssi.ru/
С учетом этих предпосылок экономическая формулировка задачи оптимизации стратегических вариантов функционирования и развития городской системы теплоснабжения сводится к следующему.
Из всего множества сформированных способов (вариантов) обеспечения потребителей тепловой энергией необходимо определить такой, который бы удовлетворял заданным условиям (ограничениям) и при котором критериальная функция принимала бы экстремальные значения. Такая задача формализовано в общем виде может быть описана, например, следующей экономико-математической моделью.
1. Целевая функция - условие максимизации или минимизации критериальной функции:
к
X сг ■ zr ^ ех1хетит ,
г
где г - индекс варианта (стратегического сценария) теплоснабжения потребителей
(г = 1, ..., К);
сг - величина критериального показателя по г-му варианту теплоснабжения;
zr - интенсивность использования г-го варианта.
2. Условия и ограничения:
• суммарное значение интенсивностей использования вариантов теплоснабжения не должно превышать единицы:
к
X ^ < 1 г - 1,..., К ;
г
• объем стоимости отпущенной тепловой энергии в конечном году прогнозного периода должен быть не меньше задаваемой суммарной (при применении натуральных измерителей, например Гкал, знак неравенства меняется на равенство в силу действия нормативов в теплоснабжении):
X Чг • > 0 ,
г
где чг - объем стоимости отпущенной тепловой энергии в конечном году прогнозного периода по г-му варианту теплоснабжения; 0 - суммарная потребность потребителей тепловой энергии, складывающаяся из объема отпускаемого тепла централизованным (<2с) и децентрализованным (0а) способами, т. е. 0 = 0с+ 0а;
• суммарный объем затрат к-го вида на реализацию г-го варианта не должен превышать задаваемой величины Рк,.при централизованном способе теплоснабжения:
X Ргк ■ йс ■ ^ < Рк , к = 1, ..., К,
г
где ргк - удельные затраты к-го вида на 1 Гкал отпущенного тепла; Рк - задаваемое ограничение по затратам к-го вида;
• суммарный объем затрат 5-го вида на реализацию г-го варианта не должен превышать задаваемой величины Р5 при децентрализованном способе теплоснабжения:
X Рг5 ■ 0а • < Р* , 5 = 1, ..., 5.
г
Как известно, данная постановка задачи позволяет использовать для ее решения методы линейного программирования, однако для формирования матрицы задачи требуется разработка множества способов (вариантов) теплоснабжения, различающихся уровнями централизации и децентрализации, затратами всех видов. Варианты строились следующим образом. Для каждого из них задавался уровень децентрализованного теплоснабжения (от 0 до 0,1) и рассчитывались стоимостные показатели, приходящиеся на 1 Гкал отпускаемого тепла. В расчетах были использованы следующие удельные стоимостные показатели (на 1 Гкал):
• тариф на отпускаемое тепло из ЦТС;
• инвестиционная надбавка к тарифу в развитие ЦТС;
• плата за подключение к ЦТС;
• социальная поддержка населения по оплате теплоэнергии;
• субсидии населению на оплату теплоэнергии;
• расходы консолидированного бюджета на коммунальное теплоснабжение;
• частные инвестиции в ДТС.
Количественные значения тарифов (затраты на поддержание и эксплуатационные расходы), инвестиционных надбавок и платы за подключение к магистральным теплосетям, а также среднесрочный прогноз по объему отпускаемого тепла были взяты из городской среднесрочной Инвестиционной программы развития системы теплоснабжения, а для всех социальных бюджетных показателей использовались средние показатели по Новосибирской области из статистического сборника Росстата «Жилищное хозяйство и бытовое обслуживание населения в России» за 2007 г.
Все сформированные варианты различались показателями затрат, при этом характер изменения этих показателей по вариантам базировался на некоторых предпосылках. Так по всем вариантам предусматривался рост тарифов, удельных инвестиционных надбавок и платы за подключение относительно этих показателей базового состояния городской теплосистемы. Для вариантов централизованного теплоснабжения этот рост колебался от 3 до 13 % в соответствии с прогнозируемыми темпами инфляции цен на коммунальные услуги на предстоящие 3-5 лет для Новосибирской области. Для вариантов с разными долями децентрализованного теплоснабжения указанные выше удельные показатели увеличивались сверх максимального значения, соответствующего 13 % роста, в некоторой пропорции к увеличивающейся доле децентрализованного теплоснабжения. Тот же характер изменений по вариантам имели и показатели социальных бюджетных выплат населению. Предполагается, что данные выплаты (социальная поддержка и субсидии) сохранятся еще длительное время, превышающее принятый в расчетах прогнозный период. Для «децентрализованных» вариантов варьировались значения частных инвестиций и корректировались показатели остальных денежных потоков (см. рис. выше). Введение частных инвестиций в исходные данные при проверке гипотез с децентрализованным теплоснабжением представляло особую трудность. Никакой статистики по этому показателю пока не существует, за исключением отдельных данных по стоимости различных видов теплогенерирующего оборудования. Удельные инвестиции в децентрализованное теплоснабжение (частные инвестиции) принимались для базового уровня немного ниже платы за подключение к системе централизованного теплоснабжения новых потребителей и уменьшались по мере роста доли децентрализованного теплоснабжения. Всего для расчетов было сформировано 60 вариантов-сценариев возможного развития рассматриваемой городской теплосистемы (в табл. 1 приведены некоторые из них).
Вариант I, например, соответствует сценарию, по которому развитие рассматриваемой те-плосистемы на прогнозный период не предусматривает децентрализации теплоснабжения, т. е. весь прирост производства теплоэнергии будет достигнут только за счет развития централизованной существующей теплосистемы. При этом тариф и обе составляющие собственных инвестиций - инвестиционная надбавка и плата за подключение - достигают максимального для централизованного теплоснабжения значения, учитывающего прогнозное повышение этих показателей. Относительно большой величины достигают и социальные бюджетные выплаты населению.
Вариант II отображает сценарий при 5-процентной доли децентрализованного теплоснабжения. Соответственно в данном варианте, как и во всех смешанных вариантах, появляются частные инвестиции. Как видно из табл. 1, тариф на отпускаемое тепло из централизованного теплоснабжения, а также оба инвестиционных удельных показателя выше, чем в варианте с только централизованным теплоснабжением. Предполагается, что при появлении децентрализованного теплоснабжения будут уменьшаться денежные потоки, идущие на поддержание и развитие действующей централизованной системы теплоснабжения, что может привести к дефициту инвестиций даже при меньшем объеме отпуска централизованного тепла. Поэтому закладываемое в сценарии увеличение удельных инвестиционных показателей выступает как некая компенсация уменьшения инвестиций в централизованное теплоснабжения и делает различные варианты соизмеримыми.
Вариант III описывает сценарий, близкий к гипотетическому (из-за относительно короткого периода прогнозирования), по которому весь будущий прирост отпуска тепловой энергии будет осуществлен только за счет децентрализованного теплоснабжения. В этом сценарии
нет инвестиционных показателей для существующей теплогенерирующей организации, поэтому частные инвестиции имеют максимальное значение. Было сформировано 5 таких сценариев с различными значениями частных инвестиций.
Таблица 1
Стратегические сценарии развития системы теплоснабжения
Показатель Исходные варианты
I II III
Объем тепла, отпускаемого системой теплоснабжения, Гкал 519 909 519 909 519 909
Централизованное теплоснабжение (ЦТС), Гкал 519 909 493 914 461 590
Прирост объема отпускаемого тепла из ЦТС 58 319 32 324 0
Децентрализованное теплоснабжение (ДТС), Гкал 0 25 995 58 319
Тариф на отпускаемое тепло из ЦТС, руб. 784 794 738
Объем тепла, отпускаемого из ЦТС, тыс. руб. 407 862 392 213 340 792
Инвестиционная надбавка к тарифу в развитие ЦТС, руб. 1 929 2 025 0
Плата за подключение к ЦТС, руб. 2 958 3 106 0
Собственные инвестиции организации ЦТС на 1 Гкал, руб. 4 887 5 131 0
Собственные инвестиции на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 285 000 165 860 0
Социальная поддержка населения по оплате теплоэнергии на 1 Гкал, руб. 106 106 100
Субсидии на оплату теплоэнергии на 1 Гкал, руб. 71 71 68
Бюджетные платежи населению на 1 Гкал тепла, руб. 177 177 168
Бюджетные платежи населению на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 91 830 87 239 77 591
Расходы консолидированного бюджета на 1 Гкал коммунального теплоснабжения, руб. 226 226 275
Расходы консолидированного бюджета на коммунальную теплоэнергетику на весь объем из ЦТС, тыс. руб. 117 335 111 469 126 730
Всего инвестиций на 1 Гкал отпускаемого тепла из ЦТС на 1 Гкал, руб. 4 887 5 131 0
Всего инвестиций. на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 285 000 165 860 16 456
Частные инвестиции на ДТС на 1 Гкал, руб. 0 2 664 4 500
Частные инвестиции на весь объем тепла из ДТС, тыс. руб. 0 69 250 262 436
Всего инвестиций на развитие городской теплосистемы, тыс.руб. 285 000 235 111 278 891
Совокупные затраты на содержание и развитие городской тепло-системы на 1 Гкал, руб. 6 074 8 992 5 681
Совокупные затраты на содержание и развитие городской тепло-системы на весь объем тепла, тыс. руб. 3 157 776 4 674 816 2 953 574
Для всех вариантов рассчитывались совокупные затраты на содержание и развитие те-плосистемы путем суммирования всех затратных и инвестиционных показателей. Этот показатель можно рассматривать как некий общесистемный показатель, могущий оказаться полезным властным органам при обосновании, например, финансового обеспечения плана развития городской инфраструктуры или при разработке Генерального плана развития города.
В качестве ограничений в задаче использовались показатели объема отпускаемого тепла в натуральном и стоимостном выражении, суммарных инвестиций на весь отпускаемый объем тепла, суммарных инвестиций на централизованное теплоснабжение, суммарных социальных выплат, а также размер тарифа, суммарные значения частных инвестиций. Критериальными показателями поочередно выступали все указанные выше показатели, а также совокупные затраты на весь отпускаемый объем тепла.
Решение задачи осуществлялось с помощью программного пакета «Поиск решения» в Microsoft Excel. Всего проведено более тридцати решений, из которых было отобрано для использования последующих оптимизационных расчетов перспективных планов на уровне теплогенерирующей организации 17 сценариев (табл. 2).
Таблица 2
Некоторые результаты оптимизационных расчетов
Показатель Оптимизированные решения
I II III
Объем тепла, отпускаемого городской системой теплоснабжения, Гкал 519 909 519 909 519 909
Централизованное теплоснабжение (ЦТС), Гкал 519 909 519 909 497 598
Прирост объема отпускаемого тепла из ЦТС 58 319 58 319 36 008
Децентрализованное теплоснабжение (ДТС), Гкал 0 0 22 311
Тариф на отпускаемое тепло из ЦТС, руб. 784 695 735
Объем тепла, отпускаемого из ЦТС, тыс. руб. 407 609 361310 366 141
Инвестиционная надбавка к тарифу в развитие ЦТС, руб. 1 928 1 709 1 872
Плата за подключение к ЦТС, руб. 2 956 2 620 2 871
Собственные инвестиции организации ЦТС на 1 Гкал, руб. 4 884 4 329 4 742
Собственные инвестиции на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 284 823 252 471 168 333
Социальная поддержка населения по оплате теплоэнергии на 1 Гкал, руб. 106 93 99
Субсидии на оплату теплоэнергии на 1 Гкал, руб. 71 62 66
Бюджетные платежи населению на 1 Гкал тепла, руб. 177 155 165
Бюджетные платежи населению на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 91 773 80 770 82 000
Расходы консолидированного бюджета на 1 Гкал коммунального теплоснабжения, руб. 226 255 242
Расходы консолидированного бюджета на коммунальную теплоэнергетику на весь объем из ЦТС, тыс. руб. 117 412 132 470 120 467
Всего инвестиций на 1 Гкал отпускаемого тепла из ЦТС на 1 Гкал, руб. 4 884 4 336 4 742
Всего инвестиций на весь объем тепла из ЦТС, тыс. руб. 284 823 252 890 168 333
Частные инвестиции на ДТС на 1 Гкал, руб. 0 0 1 077
Частные инвестиции на весь объем тепла из ДТС, тыс. руб. 0 0 56 000
Всего инвестиций на развитие городской теплосистемы, тыс. руб. 284 823 252 890 224 333
Совокупные затраты на содержание и развитие городской теп-лосистемы на 1 Гкал, руб. 6 070 5 441 6 961
Совокупные затраты на содержание и развитие городской теп-лосистемы на весь объем тепла, тыс. руб. 3 155 964 2 829 047 3619301
Решение I было получено для следующих условий:
• полное удовлетворение прогнозных потребностей потребителей в тепловой энергии в объеме 519,9 тыс. Гкал;
• величина тарифа за теплоэнергию не должна быть меньше базового размера;
• объем производства теплоэнергии в централизованном теплоснабжении в стоимостном выражении не должен быть меньше заданной величины в 358,7 млн руб. (минимального размера при базовом тарифе в 690 руб.);
• размер собственных инвестиционных средств теплогенерирующей организации не должен быть меньше прогнозируемой величины инвестиций в развитие теплосистемы (250 млн руб.);
• совокупные затраты как критериальный показатель должны быть минимальны.
При данных условиях централизованное теплоснабжение полностью удовлетворяет потребности потребителей, но при этом величины тарифа и инвестиционных показателей достигают максимальной величины, а суммарные инвестиции превышают объем прогнозируемых (см. табл. 2). Значительное превышение базового уровня (80,8 млн руб.) наблюдается и по показателю бюджетных выплат населению (91,8 млн руб.).
Оптимизированное решение II отображает определенным образом социальный сценарий развития теплоснабжения. Оно было получено при условиях полного удовлетворения прогнозных потребностей потребителей в тепловой энергии в объеме 519,9 тыс. Гкал; не превышения минимального увеличения базового размера тарифа (695 руб.); равенства базовому
размеру (80,8 млн руб.) величины социальных бюджетных выплат населению; минимизации совокупных затрат на содержание и развитие теплосистемы.
При таких условиях достигают максимального значения расходы консолидированного бюджета на коммунальную теплоэнергетику, которые как бы компенсируют недостаток инвестиций в развитие теплосистемы. В этом решении ограничение на социальные бюджетные выплаты имеет положительную теневую цену, что показывает на нецелесообразность увеличения этих выплат при полученном в решении тарифе за теплоэнергию.
Решение III представляет сценарий с 5-процентной долей децентрализованного теплоснабжения. В этом решении кроме условий предыдущего варианта выполнялось также условие не превышения некоторой заданной величины инвестиций в децентрализованное теплоснабжение (частные инвестиции). Как видно из табл. 2, решение не предусматривает резкого повышения тарифа и инвестиционных показателей относительно базовых величин (решение II). Как и в предыдущем описанном решении, ограничение на социальные бюджетные выплаты имеет положительную теневую цену.
Все приведенные решения могут рассматриваться как внешние условия для задачи оптимизации перспективной производственной программы теплогенерирующей организации, реализуемой в общей схеме стратегического планирования развития теплоснабжения.
В заключение отметим, что рассмотренная в статье попытка оптимизировать процесс формирования возможных ситуаций в среднесрочном режиме стратегического планирования в теплоснабжении, конечно, должна вызвать критику, тем не менее вполне оправдана. При выбранной постановке задачи можно прослеживать относительно большое число возможных ситуаций в теплоснабжении, отражающих реальные и гипотетические тенденции в динамике показателей, что позволяет сказать о высокой доли объективности получаемых результатов.
Список литературы
1. Манюк В., Майзель И. Новое поколение тепловых сетей - высокоэффективные системы трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией // Сантехника. 2004. № 5.
2. Концепция энергетической стратегии России на период до 2030 г. (проект) // Приложение к научному общественно-деловому журналу «Энергетическая политика». М.: ГУ ИЭС, 2007. 116 с.
3. Некрасов А., Воронина С. Состояние и перспективы развития теплоснабжения в России (по материалам доклада на международном семинаре «Проблемы теплофикации в странах с переходной экономикой», проходившем в Москве 23 марта 2004 г.) // Энергосбережение. 2004. № 3.
4. Соснова С. Датское энергетическое чудо // Новости теплоснабжения. 2007. № 03 (79).
5. Климовский И. И. Недостатки и достоинства углеводородной энергетики // Альтернативная энергетика и экология. 2007. № 6. С. 110-119.
Материал поступил в редколлегию 15.04.2008
D. P. Kozhemyakin
Strategic Variants of Development of a Urban System Heat Supply
In the given article some procedure of shaping of optimized possible versions in an intermediate term mode of strategic planning of development of a urban system heat supply, based on a combination centralized and decentralized by its share is offered. For realization of this procedure the so-called scenario-contingency approach formalized by an economic-mathematical model in alternative statement was used.
Keywords: urban system heat supply, centralization, decentralization.
