CC BY
89
А. Д. СОКОЛОВ
доктор технических наук, Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН
С. Ю. МУЗЫЧУК
кандидат экономических наук, Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН
Р. И. МУЗЫЧУК
Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ БАЛАНСЫ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ В НАТУРАЛЬНОМ И СТОИМОСТНОМ ВЫРАЖЕНИИ: МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ*
Рассмотрены методологические вопросы создания инструментария для формирования перспективных топливно-энергетических балансов в натуральном и стоимостном измерении, показано их практическое использование для Иркутской области. Оценены структурные сдвиги, которые могут происходить в процессе развития топливно-энергетического комплекса региона и их влияние на снижение показателей энергоемкости валового регионального продукта.
Ключевые слова: топливно-энергетический комплекс; топливно-энергетический баланс; программно-вычислительный комплекс; информационно-справочная система; система моделей; Иркутская область; стоимостная оценка; энергоэффективность.
A. D. SOKOLOV
Doctor of Science in Engineering, Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS
S. YU. MUZYCHUK
PhD in Economics,
Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS
R. I. MUZYCHUK
Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS
FUEL AND ENERGY BALANCE OF THE IRKUTSK REGION IN PHYSICAL AND VALUE TERMS: DEVELOPMENT METHODS AND MAIN RESULTS OF RESEARCHES
The authors study methodological issues of creating tools to generate future fuel and energy balances in physical and value terms and show their practical application for the Irkutsk Region. The researchers also assess structural changes that may occur during the development of the fuel and energy industry of the region and their impact on the reduction of the energy intensity of gross regional product.
Keywords: fuel and energy industry; fuel and energy balance; programming and computing suite; inquiry and communications system; system of models; Irkutsk Region; valuation; energy efficiency.
* Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 12-08098023-р_сибирь_а).
© А. Д. Соколов, С. Ю. Музычук, Р. И. Музычук, 2013
УДК 620.9:338(571.53) ББК 65.9(303.13)
В настоящее время большое значение уделяется проблеме роста энергоэффективности экономики как России в целом, так и ее регионов1. Экономика Иркутской области, как и большинства субъектов РФ, характеризуется высокой энергоемкостью, снижение которой позволит значительно улучшить показатели энергоэффективности региона.
Повышение энергоэффективности экономики зависит от рационализации использования и производства топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Эту проблему невозможно решить без прогноза развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и формирования перспективных топливно-энергетических балансов (ТЭБ), которые предоставляют наиболее полную информацию о состоянии энергетики региона.
В Институте систем энергетики им. Л. А. Мелентьева разработан методический подход к прогнозированию развития региональных ТЭК и формированию ТЭБ [1]. В настоящее время данный подход усовершенствован, на его основе создан программно-вычислительный комплекс «ТЭБ Сибири и Дальнего Востока», состоящий из двух взаимосвязанных компонент [2]:
- информационно-справочная система;
- система моделей.
Первая компонента используется для повышения эффективности процесса исследования развития ТЭК регионов. Ее назначение (как системы поддержки принятия решений) — обеспечивать интерфейс доступа к данным, которые представляются в форме, определенной пользователем и удобной для анализа (таблицы, графики, диаграммы), т.е. инструментарий подготовки данных для лица, принимающего решение. Программная оболочка, выполненная на языке программирования MS Visual Basic, охватывает файлы MS Excel, содержащие информацию о ТЭК исследуемых регионов. Визуализация оболочки позволяет легко обращаться и перемещаться по интересующим данным с помощью интерфейса для прогнозирования развития ТЭК региона (рис. 1).
1 Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. : утв. распоряжением Правительства РФ от 13 нояб. 2009 г. № 1715-р.
Второй компонентой является система моделей, объединяющая: модель ТЭК России; модели развития экономики и энергопотребления субъектов РФ восточных регионов; производственные модели отраслей ТЭК; модели внешних связей регионов; модели балансов котельно-печного топлива и сводных ТЭБ.
По своему назначению ТЭБ подразделяются на отчетные и прогнозные. Отчетные ТЭБ составляются на основе информации форм государственной статистики, их анализ позволяет сделать выводы о достаточности собственных ТЭР в регионе, возможности их поставок за пределы региона и создании новых энергоемких производств на имеющейся ресурсной базе и т.д.
Имитационная модель разработки ТЭБ региона, которая формируется в программно-вычислительном комплексе, предназначена для определения рационального варианта топливо- и энергоснабжения потребителей, путем увязки производства ТЭР и потребности по каждому их виду.
В ПВК модели ТЭБ для регионов (субъектов РФ) строятся по территориальному принципу с выделением отраслей (угольной, газовой, нефтяной, газо-, нефтеперерабатывающей и др.) и имеют блочную структуру: производство ТЭР, их энергетическое и конечное потребление, поставки. Перечисленные блоки взаимосвязаны между собой матрицей удельных расходов топлива на производство энергоносителей. Уравнения модели описывают технологическую цепочку преобразования ТЭР от их добычи до конечного потребления (с учетом обратных связей и ресурсных ограничений), тем самым обеспечивается баланс производства и потребления каждого из их видов.
Прогнозные показатели по производству, потреблению и поставкам электро-, тепло-энерии, нефтепродуктов, по добыче угля, природного газа, нефти определяются в соответствующих отраслевых производственных моделях и заносятся в модель сводного ТЭБ как входная информация.
Конечное потребление ТЭР, которое включает в себя нужды всех отраслей экономики региона, а также населения, является обязательной потребностью и заносится из модели энергопотребления региона. Осно-
вой для расчета этой потребности служит гипотеза социально-экономического развития региона, которая дает оценку макроэкономических показателей.
Из форм государственной статистической отчетности в модели отчетного ТЭБ регионов заносятся удельные нормы расходов для производства электро-, теплоэнергии по
группам энергоисточников. В перспективе эти нормы рассчитываются на базе отчетных данных с учетом достижений научнотехнического прогресса, применения прогрессивных энергосберегающих технологий, возможного перевода энергогенерирующих источников на более высококачественные виды топлива.
Выберите данные для отображения
Иркутская Область
С Социально-экономическая информация С Геологические запасы <• !Производство энергоресурсов
(• Электроэнергия Г Теплоэнергия С Уголь Г Нефть Г Газ
С Нефтепереработка С Мазут С Удельные расходы топлива С Потребление энергоресурсов С Калорийные эквиваленты С Баланс котелно-печного топлива С Топливно-энергетический баланс
Показать данные
Сохранить изменения
б
Иркутская Область
Другой Регион
Другие Данные
' Отчет і? Прогноз \ 2010| 2015| 2020[ 2025| 2030|
\Баланс
/(отельно-печного топлиса \
.и'.' 2015 2020 2025 2030
Р*СурСы КПТ н гг 17 92 39 70 45 56 57.32
о г ч газ 0 46 656 23 29 34 1.4 4566
м»ут ?9?
уГОПЬ 7 55 ем 8 20 6 38 8 56
П0ОЧМІ 3.29 3 28 3.21 3.14І 3.11
Ввоз КПТ 2 29 2 50 2.30 2 00 130
в г ч газ
угопв ??9 г 50 230 2 ОС 1.80
лсочи*
Распределение КГТГ 12 17 13 83 19 24 22 14 2381
в т.ч. Уголь а 18 940 3 31 9 15 9,09
Газ о о* 0 50 6.44 9 621 11,44
Мазут 0ЄЄ 0,58 0 29 0 23 0.13
Прочие виды топлива 3 29 3 28 3,21 3 14| 3,11
а) Тепловые электростанции 0.29 9.49 12.37 13.57 14.32
в т.ч. Уголь 7.03 Є 25 3.64 8 ЗЗІ 8,39
Газ 0.00 0.0] 2.50 ‘1 ОС 4.70
Мазут 0.03 0.0] 0.03 0.0] 0.03
Прочие виды топлива 1.23 1.21 1.21 1.21 1.21
б)Котщьмы* г из 2 09 -1 2.37
п с ч Уголь 101 1 50 0 43 0 56І «40
Гм 0.00 0 12 0.95 1.15І 1.44
Мнут 0 2-і о го 0 06 0 05 0,03
Прочие виды топлива 0 87 0 77 0 65 0 55 0 50
в) Непосредственное потребление 1 75 222 4 73 6 26І 7,12
В 1 и Уголь 0 13 0 22 0.2І 0 26 0,30
Газ 0 03 0 35 2 99 4 47 5,30
Мазут 0.40 0 35 0 20 0 15| 0.12
Прочие виды топлива 1 20 1 30 1,35 1 ЗЕ 1,40
Вывоз КПТ <.35 6 59 22,76 25.42 35.31
в т.ч.: газ 0 -12 6,1)6 21.35 21 и 34.22
мазут 2.26 -0.58 -0,29 -0-2: ■0.18
уголь ■ 1.11 1.20 1.22 1,27
Рис. 1. Интерфейс информационно-справочной системы для прогнозирования развития топливно-энергетического комплекса региона (на примере Иркутской области): а — выбор региона по карте; б — выбор данных для отображения; в — прогноз производства ТЭР; г — баланс котельно-печного топлива
а
в
г
ТЭБ служит основной информационной базой для определения энергоэффективности экономики, основным показателем которой является энергоемкость валового регионального продукта, зависит от множества факторов: структуры и объема промышленного производства, доли потребления ТЭР населением, коммунально-бытовой и бюджетной сфер, эффективности использования энергоресурсов у многочисленных хозяйствующих субъектов и др. Тенденция снижения энергоемкости валового регионального продукта при росте или стабилизации энергопотребления указывает на положительное направление в социально-экономическом развитии региона. Для анализа энергоэффективности экономики используются также показатели его электро- и теплоемкости и коэффициенты полезного использования ТЭР в хозяйственном комплексе (в конечном потреблении) и на энергетических объектах (в процессах преобразования на тепловых электростанциях, котельных).
С помощью данных показателей, рассчитанных за определенный период времени, можно выявить тенденции энергоэффективности как энергетических объектов, так и экономики региона в целом, а также определить возможные резервы энергосбережения.
В программно-вычислительном комплексе для различных сценариев развития региональных ТЭК формируются прогнозные ТЭБ, которые анализируются с позиций энергоэкономической эффективности. Дается их стоимостная оценка, которая выполняется «наложением» фиксированных на определенный период цен производителей и потребителей на соответствующие статьи баланса и позволяет определить полные финансовые затраты в энергоснабжение потребителей, доходы от экспорта и расходы на приобретение ТЭР, а также выявить различные структурные и ценовые диспропорции в развитии ТЭК региона.
В результате исследования развития ТЭК Иркутской области, проведенного с использованием программно-вычислительного комплекса «ТЭБ Сибири и Дальнего Востока», сформированы отчетный и прогнозные ТЭБ.
Анализ отчетного ТЭБ Иркутской области (2010) позволил сделать следующие выводы:
- область располагает достаточным количеством собственных ТЭР и может обеспечивать свои потребности, что свидетельствует о потенциальной ресурсоизбыточности региона. Однако по технико-экономическим условиям в регион завозятся угли, в основном из Красноярского края, и западносибирская нефть;
- область поставляет за пределы уголь, нефть, нефтепродукты и электроэнергию, при этом объем вывозимых из области ТЭР на 2,7 млн т условного топлива превышает ввозимые (положительное сальдо поставок энергоресурсов);
- на энергетический сектор расходуется 64% суммарных ТЭР, на конечное потребление — 36%, в стоимостной структуре доля энергетического сектора выше — 71%, а конечного потребления ниже — 29%, что свидетельствует об имеющихся ценовых диспропорциях и нерациональности ТЭБ;
- Иркутская область является одним из наиболее энергоемких регионов страны: показатели ее энергоэффективности значительно хуже, чем в Сибирском федеральном округе и в среднем по России, при этом имеются возможности для их улучшения, в том числе за счет рационализации структуры ТЭБ.
В результате исследования развития ТЭК на перспективу до 2030 г. сформированы прогнозные ТЭБ на 2015 г., 2020 г., 2025 г. и 2030 г. для двух сценариев развития (оптимистического и базового) Иркутской области, проанализировав которые, можно сделать следующие выводы на 2015-2030 гг.:
- область будет располагать значительным количеством собственных ТЭР для обеспечения своих потребностей и останется ресурсоизбыточной по большинству их видов, что позволит организовать крупномасштабный экспорт нефти, нефтепродуктов и природного газа;
- среднегодовой объем поставок из области ТЭР (в том числе на экспорт) на 15-40 млн т условного топлива будет превышать ввозимые в область (в зависимости от сценария развития ТЭК);
- в крупных городах области за счет роста потребления природного газа в энергетике (на электростанциях и котельных) с 0,1 млн т условного топлива в 2010 г. до 4-5 млн т условного топлива в 2030 г. состояние окружающей среды и качество жизни населения станет лучше;
29
24
19
14
145
95
45
130
80
30
2010 2015
2010 2015
2010 2015
2020
а
2020
б
2020
в
2025 2030
2025 2030
2025 2030
Базовый сценарий
-■— Оптимистический сценарий
Рис. 2. Валовый региональный продукт Иркутской области в 2010—2030 гг.: а — энергоемкость, кг условного топлива / тыс. р.; б — электроемкость, кВт • ч / тыс. р.; в — теплоемкость, Гкал / р.
75
70
65
85
80
75
70
80
75
70
65
72 3 77 3 73,4 73,2 74,5 70,3 70,3 70В71,0 7|иП
:1Т11п01ПЧ д.]
2010 2015 2020 2025 2030
а
_____________________83,9
оп 1 81,6 81,6 г 78,4 78,7 78,9 79,5 80-2^° ^
2010 2015 2020 2025 2030
б
74,6 75,5 74,8 76,1 75,7Г77!7 75,9 ,
“НИ
2010 2015 2020 2025 2030
в
■ Базовый сценарий П Оптимистический сценарий
Рис. 3. Коэффициент полезного использования топливно-энергетического ресурса в 2010—2030 гг., %: а — тепловые электростанции; б — котельные; в — конечное потребление
- увеличится доля газа — с 0,2% в 2010 г. до 20-25% в 2030 г., снизятся доли прочих видов топлива и нефтепродуктов (значительно удорожающих потребление) за счет изменения структуры конечного потребления ТЭР;
- полные затраты в энергоснабжение потребителей увеличатся в 1,4— 1,5 раза — до 130-140 млрд р. (в фиксированных ценах 2010 г.), однако при этом возрастет доля высококачественных видов ТЭР, что свидетельствует о более рациональной структуре ТЭБ;
- изменится к лучшему энергоэффективность экономики области: энерго-, электро-, теплоемкость ВРП снизятся в 1,8—1,9 раза, в 2,4-2,6 раза и в 3,2-3,3 раза соответственно, что соответствует индикаторам, приведенным в Энергетической стратегии
России [1], а также значительно увеличатся коэффициенты полезного использования ТЭР (рис. 2, 3).
Таким образом, разработанный инструментарий формирования перспективных ТЭБ позволяет значительно облегчить и ускорить обработку данных для проведения анализа современного состояния ТЭК и прогнозирования его развития. Визуализация оболочки позволяет легко обращаться и перемещаться по интересующим данным с помощью интерфейса. Кроме того, созданный инструментарий позволяет не только формировать перспективные ТЭБ, с помощью которых можно оценить развитие энергетики Иркутской области, но и проанализировать энергоэффективность ее экономики и результативность использования ТЭР, представляя полученные результаты в наглядной форме.
Список использованной литературы
1. Методы и модели разработки региональных энергетических программ / Б. Г. Санеев, А. Д. Соколов, Г. В. Агафонов [и др.]. — Новосибирск : Наука, 2003. — 140 с.
2. Музычук Р. И. Прогнозирование развития топливно-энергетических комплексов Восточной Сибири и Дальнего Востока / Р. И. Музычук // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. — 2008. — № 1. — С. 75-78.
References
1. Metody i modeli razrabotki regional'nykh energeticheskikh programm / B. G. Saneev, A. D. Sokolov, G. V. Agafonov [i dr.]. — Novosibirsk : Nauka, 2003. — 140 s.
2. Muzychuk R. I. Prognozirovanie razvitiya toplivno-energeticheskikh kompleksov Vostochnoi Sibiri i Dal'nego Vostoka / R. I. Muzychuk // Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo poli-tekhnicheskogo universiteta. — 2008. — № 1. — S. 75—78.
Информация об авторах
Соколов Александр Даниилович — доктор технических наук, заведующий лабораторией, Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130, e-mail: [email protected].
Музычук Светлана Юрьевна — кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник, Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130, e-mail: [email protected].
Музычук Роман Игоревич — ведущий инженер, Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130, e-mail: [email protected].
Authors
Sokolov Aleksander Daniilovich — Doctor of Science in Engineering, Laboratory Chief, Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS, 130, Lermontov Street, Irkutsk, 664033, e-mail: [email protected].
Muzychuk Svetlana Yur'evna — PhD in Economics, Senior Researcher, Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS, 130, Lermontov Street, Irkutsk, 664033, e-mail: [email protected].
Muzychuk Roman Igorevich — Senior Engineer, Institute of Power Systems n. a. L. A. Melentiev SB RAS, 130, Lermontov Street, Irkutsk, 664033, e-mail: [email protected].
