Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы современной энергетики и статистический анализ ее состояния в Республике Марий Эл 11
1.1 Современное состояние и пути развитие энергетики 11
1.2 Характеристика ОАО «Территориальная генерирующая компания № 5» как основного поставщика электрической и тепловой энергии в регионе 22
1.3 Структура рынка тепловой и электрической энергии в регионе 31
Глава 2. Многомерный статистический анализ экономических показателей Марийского филиала ОАО «Территориальная генерирующая компания № 5» 39
2.1 Кластерный анализ структуры потребления тепловой и электрической энергии на территории ОАО «Территориальная генерирующая компания № 5» 39
2.2 Построение регрессионных моделей себестоимости производства тепловой и электрической энергии 56
2.3 Система структурных уравнений себестоимости производства тепловой и электрической энергии 71
Глава 3. Прогнозирование потребления электрической и тепловой энергии в Республике Марий Эл 82
3.1 Прогнозирование с использованием кривых роста 82
3.2 Построение краткосрочных прогнозов с использованием моделей АРПСС 99
3.3 Краткосрочные прогнозы с использованием экспоненциального сглаживания 113
Заключение 127
Библиографический список 131
Приложение 147
- Современное состояние и пути развитие энергетики
- Кластерный анализ структуры потребления тепловой и электрической энергии на территории ОАО «Территориальная генерирующая компания № 5»
- Прогнозирование с использованием кривых роста
Введение к работе
Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности - все это требует затрат энергии. Поэтому успешное решение проблем, которые возникают в период реформирования энергетики Российской Федерации, зависит от степени обоснованности методики, способов измерения и оценки, а также выбора применяемых для этих целей оценочных показателей.
Специфика этой сферы заключается, в частности, в том, что производство осуществляется на электростанциях различного типа (паро-и газотурбинных, атомных, гидравлических, геотермальных, ветровых и т.п.), а произведенная продукция - электроэнергия - является одинаковой с точки зрения качества в том смысле, что не может стать более "развитой", а может лишь поддерживаться в установленных, технически вполне определенных границах.
Цели реформирования электроэнергетики Российской Федерации сформулированы так: «Обеспечение устойчивого функционирования и развития экономики и социальной сферы, повышение эффективности производства и потребления электроэнергии, обеспечение надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителей. Стратегической задачей реформирования выдвинут перевод электроэнергетики в режим устойчивого развития на базе применения прогрессивных технологий и рыночных принципов функционирования...» [84]
Реформирование электроэнергетики России вступает в новый этап.
Предшествующее развитие процесса выявило ряд проблем, для
преодоления которых необходимо объективно осмыслить их истоки. К
числу этих проблем относятся, в первую очередь, неясность перспектив
получения масштабных инвестиций и слабость конкурентного оптового
рынка электроэнергии. Подтверждаются опасения видных ученых о том,
что неверное целеполагание, непродуманные механизмы функционирования энергорынка и рынка активов энергетики могут привести к тяжелым последствиям для России.
Актуальность темы исследования. Энергетика является одной из основных отраслей экономики любой страны, по уровню ее развития и потенциальным возможностям оценивается экономическая мощь страны. Энергетическую ситуацию в мире можно назвать тревожной из-за истощаемости запасов ископаемого топлива. Высокого уровня потребления энергии достигли лишь промышленно развитые страны.
Энергетическая ситуация требует исследования не только на мировом, но и на региональном уровне.
Республика Марий Эл испытывает дефицит электрической энергии. Это приводит к необходимости закупать ее извне на оптовом рынке электрической мощности. По тепловой энергии регион полностью покрывает свою потребность.
Статистический анализ показателей себестоимости производства тепловой и электрической энергии на генерирующих предприятиях помогает определить степень влияния тех или иных факторов на эти показатели. В условиях инфляции, роста цен на транспортные услуги и топливо генерирующие предприятия нуждаются в объективном обосновании тарифных предложений с учетом факторов формирования себестоимости и прогнозов потребления тепловой и электрической энергии.
Статистическое исследование и прогнозирование потребления тепловой и электрической энергии на основе методов эконометрического моделирования необходимы для оптимизации бизнес-планирования генерирующего предприятия, для разработки тарифных предложений по тепловой и электрической энергии и для оценки их обоснованности, так как производство тепловой и электрической энергии является
регулируемым видом деятельности на время реформирования электроэнергетики до 2011 г. Прогнозирование потребления энергии необходимо при формировании тарифно-балансного решения Федеральной службой по тарифам Российской Федерации (ФСТ РФ) для реализации электрической энергии и Региональной службой по тарифам (РСТ) субъекта федерации для реализации теплоэнергии на региональном рынке.
Проблемы энергетики, прогнозирования потребления тепло- и электроэнергии, а также вопросы формирования себестоимости и тарифов рассматриваются во многих работах российских и зарубежных авторов. В современной экономической литературе проблемы функционирования и реформирования мировой и российской энергетики были освещены в работах В.А.Баринова, Э.П.Волкова, Д.Б.Вольфберга, Л.Д.Гительмана, А.Ф. Дьякова, А.С.Маневича, В.В.Платонова, В.К.Поспелова, Б.Е. Ратникова, Р.Л. Сиварда, В.И. Эдельмана и др.
Однако рассматриваемые характеристики по своей природе многомерны, что усложняет проблему разработки методик и систем показателей для этой отрасли. Традиционно такая проблема решается методами многомерного статистического анализа, нашедшими широкое применение в экономике. В процессе использования данных методик при разработке темы исследования большое значение имели труды известных российских ученых - С.А. Айвазяна, В.Н. Афанасьева, A.M. Дуброва, Е.В. Заровой, И.И. Елисеевой, B.C. Мхитаряна, Ю.В. Сажина и др. Отдельные аспекты статистического анализа и прогнозирования развития рынка электроэнергии в Российской Федерации освещены в диссертационной работе О.Е. Сидоровой. Вместе с тем в современной литературе недостаточно представлена статистическая методология прогнозирования важнейших рыночных параметров деятельности предприятий энергетики (себестоимость и потребление тепловой и электрической энергии) с учетом региональных особенностей
определяющих их внутрипроизводственных и внешних факторов. Это обусловило актуальность исследования, выполненного на примере Республики Марий Эл.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования являются разработка методики и выполнение комплексного статистического исследования себестоимости и потребления электрической и тепловой энергии в Республике Марий Эл. Цель диссертационной работы обусловила постановку и решение следующих задач:
провести экономико-статистический анализ современного состояния рынка электрической и тепловой энергии Республики Марий Эл;
выявить однородные группы потребителей в регионах присутствия ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" с учетом объемов и динамики потребления ими электрической и тепловой энергии;
обосновать систему факторных показателей и дать статистическую оценку их влияния на себестоимость производства тепловой и электрической энергии в регионе;
разработать эконометрическую модель себестоимости производства тепловой и электрической энергии в регионе;
сформировать методику и получить краткосрочный прогноз потребления тепловой и электрической энергии в Республике Марий Эл.
Область исследования. Работа проведена в рамках раздела 3.6 "Методология экономико-статистических исследований, направленных на измерение эффективности функционирования предприятий и организаций" и раздела 3.8 "Прикладные статистические исследования воспроизводства населения, сфер общественной, экономической, финансовой жизни общества, направленные на выявление, измерение, анализ, прогнозирование, моделирование складывающейся конъюнктуры и разработки перспективных вариантов развития
предприятий, организаций, отраслей экономики России" специальности 08.00.12 "Бухгалтерский учет, статистика" Паспорта специальностей ВАК (экономические науки).
Предметом исследования выступают количественные
закономерности потребления и формирования себестоимости производства тепловой и электрической энергии в регионах присутствия ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5".
Объектом исследования являются рынок электрической и тепловой энергии регионов присутствия ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" и производственные показатели работы генерирующих предприятий Республики Марий Эл.
Методологическую и теоретическую базу исследования представляют труды отечественных и зарубежных ученых по анализу и прогнозированию, методам статистики, эконометрики, математического моделирования и прогнозирования.
В качестве исследовательского инструментария использовались методы статистической группировки, методы корреляционного и многофакторного регрессионного анализа, кластерного анализа, анализа временных рядов и прогнозирования, табличные и графические методы представления результатов исследования.
Для обработки данных использовались пакеты прикладных программ "Statistica 6.0", "Microsoft Excel".
Информационную базу исследования составляют официальные статистические данные Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Республике Марий Эл, Марийского филиала ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5", а также данные периодической печати и Интернет-сайтов.
Научная новизна диссертационной работы состоит в разработке методики и проведении комплексного статистического исследования и
прогнозирования показателей себестоимости и потребления тепловой и электрической энергии. В работе сформулированы и обоснованы следующие научные положения, выносимые на защиту:
на основе экономико-статистического анализа современного состояния рынка электрической и тепловой энергии и экономических основ его функционирования в Республике Марий Эл определена разнонаправленность тенденций производства и потребления электрической и тепловой энергии; выявлено негативное влияние на экономическую эффективность ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" сложившихся пропорций перекрестного субсидирования тарифов на электрическую и тепловую энергию;
методами кластерного анализа выделены однородные группы видов и подвидов экономической деятельности регионов присутствия ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" по показателям объема, прироста потребления электроэнергии и составу потребителей тепловой и электрической энергии и установлены количественные и качественные особенности выделенных кластеров;
в результате построения и анализа многофакторных регрессионных моделей выявлены наиболее значимые факторные признаки, влияющие на себестоимость производства электрической и тепловой энергии в регионе;
построена система одновременных регрессионных уравнений себестоимости производства тепловой и электрической энергии, на основе которой установлены взаимное влияние исследуемых показателей себестоимости и их зависимость от показателей затрат на топливо и воду для технологических целей, расходов на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудования;
предложена и апробирована методика краткосрочного прогнозирования значений потребления тепловой и электрической энергии в регионе на основе статистической оценки кривых роста;
получен краткосрочный прогноз потребления тепловой и
электрической энергии в регионе при помощи моделей авторегрессии и
проинтегрированного скользящего среднего (АРПСС) и
экспоненциального сглаживания, дана сравнительная оценка точности прогнозов, осуществленных различными методами.
Практическая значимость. Основные результаты исследования и полученные выводы могут быть использованы Марийским филиалом ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" при расчете тарифов на тепловую и электрическую энергию, а также применяться ОАО "Мариэнергосбыт" при прогнозировании потребления тепловой и электрической энергии.
Методические положения диссертационного исследования
использовались в учебном процессе по курсу "Многомерные
статистические методы в экономике" для студентов экономического
факультета Марийского государственного университета.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации рассматривались на трех международных и двух региональных научно-практических конференциях: "Глобализация экономики и российские производственные предприятия" (Новочеркасск, 2005), "Современные энергетические системы и комплексы и управление ими" (Новочеркасск, 2005), "Современные энергетические системы и комплексы и управление ими" (Новочеркасск, 2006), "Стратегия развития отечественной экономики в конкурентной среде" (Йошкар-Ола, 2005), "Формирование инновационной стратегии развития экономики регионов России" (Йошкар-Ола, 2006). Также результаты работы апробированы ОАО "Марийская региональная генерирующая компания" при формировании тарифа на отпускаемую тепловую и электрическую энергию на 2006 г.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 10 научных работ общим объемом 1,75 печ. л., в том числе две из них в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация общим объемом 166 страниц состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 155 наименований. Работа содержит 28 таблиц, 57 рисунков и 12 приложений.
Современное состояние и пути развитие энергетики
В последние годы в электроэнергетике России происходят радикальные преобразования, так как формируется новая нормативно-правовая база и система регулирования. Меняется структура отрасли, постепенно формируется конкурентный рынок электроэнергии. Тем самым Россия становится на путь большинства развитых государств, которые проводят в настоящее время или уже провели реформы в электроэнергетике, стремясь приспособить ее к условиям современной экономики.
Необходимость перемен в электроэнергетике стала очевидной в конце прошедшего столетия. До 1990-х годов в большинстве стран мира эта отрасль относилась к естественным монополиям. Вертикально-интегрированные компании (совмещающие производство, передачу и сбыт электроэнергии) имели узаконенную монополию в национальных масштабах или в масштабах отдельных регионов. Тарифы на их услуги обычно устанавливались или ограничивались государством. Такая система долгое время вполне удовлетворительно обеспечивала нужды экономики. Однако в условиях значительного удорожания углеводородного топлива (с 1970-х годов) и опережающего роста потребления электроэнергии прежние монополии оказались недостаточно эффективными [24].
Структура источников электроэнергии в мире в 2004 г. Из рис. 1.1 видно, что уголь и газ составляют 58% «топливной корзины» - тех энергоносителей, которые необходимы для производства электроэнергии. В основных мировых зонах потребления электроэнергии уголь и газ составляют: Северная Америка - 52%, Европа - 47%, СНГ - 60%), Азия - 76% «топливной корзины». Очевидно, что динамика цен на уголь и газ имеет решающее значение при определении путей развития энергосистем стран мира [73].
На рис. 1.2 показано, как изменялась цена на электроэнергию в России, США и Европе с 2000 по 2005 гг.
Динамика цен на электроэнергию в России, США и Европе Самые высокие цены на электроэнергию в Европе, ниже цены в США и еще ниже в России. Однако динамика цен обратная: больше всего подорожала электроэнергия в России и США, а меньше всего в Европе.
Спрос на электроэнергию также продолжал неуклонно расти в связи с промышленным ростом. Происходило так, что естественные монополии часто не успевали реагировать на изменение спроса, им слишком дорого обходилось поддержание существующих мощностей и ввод новых. При этом любые дополнительные расходы таких компаний включались в их тарифы и автоматически ложились на потребителей. Положение осложнялось тем, что во многих странах было ужесточено экологическое законодательство, что требовало ускоренной модернизации энергетических мощностей - главных загрязнителей окружающей среды.
Либерализации электроэнергетики способствовали различные процессы, в том числе, происходящие вне этой отрасли:
Развитие газотурбинных технологий, наряду с увеличением объема добычи природного газа и снятием в некоторых странах ограничений на его использование для производства электричества, привело к распространению высокоэффективных и относительно недорогих технологий генерации.
Возросшие требования к энергоэффективности и "экологической чистоте" производства подталкивали к модернизации энергетических мощностей и развитию сетей.
Развитие сетей, и, прежде всего межсистемных связей (магистральных линий высокого напряжения между ранее замкнутыми энергосистемами), а также информационных технологий, средств учета и контроля, способствовало увеличению и усложнению энергопотоков, создавало новые возможности для конкуренции между оптовыми поставщиками энергии.
Все большая экономическая и политическая интеграция регионов и соседних стран (в частности, государств Евросоюза) также способствовала развитию оптовых рынков электроэнергии [33].
Кластерный анализ структуры потребления тепловой и электрической энергии на территории ОАО «Территориальная генерирующая компания № 5»
Для более детального анализа среднегодового прироста потребления электрической и тепловой энергии регионами, входящими в состав ОАО «ТГК-5», а также анализа отраслевой структуры потребления электрической и тепловой энергии на территории ОАО «ТГК-5» необходимо провести классификацию потребителей электро- и теплоэнергии, так как исследование всей совокупности в целом может дать только общую характеристику состояния вхождения энергетики Республики Марий Эл в состав ОАО «ТГК-5».
Анализ полученных групп потребителей может предоставить возможность для разработки более точных моделей и выявления сегментов потребителей электро- и теплоэнергии как в регионе, так и по группам потребителей. Для решения поставленной задачи можно использовать один из многомерных статистических методов - кластерный анализ, предоставляющий широкий диапазон возможностей для осуществления первоначальной группировки потребителей рынка ОАО «ТГК-5» [49,51,59].
Традиционно задача классификации решается следующим образом. Из множества признаков, описывающих объект, отбирается один, наиболее информативный с точки зрения исследователя, и производится группировка в соответствии со значениями данного признака. Если требуется провести классификацию по нескольким признакам, ранжированным между собой по степени важности, то сначала производится классификация по первому признаку, затем каждый из полученных классов разбивается на подклассы по второму признаку, и т.д. Подобным образом строится большинство комбинационных статистических группировок [130].
В тех случаях, когда упорядочить классификационные признаки не представляется возможным, применяется наиболее простой метод многомерной группировки - создание интегрального показателя (индекса), функционально зависящего от исходных признаков, с последующей классификацией по этому показателю.
Развитием этого подхода является вариант классификации по нескольким обобщающим показателям (главным компонентам), полученным с помощью методов факторного анализа.
При наличии нескольких признаков (исходных или обобщенных) задача классификации может быть решена методами кластерного анализа, которые от других методов многомерной классификации отличаются отсутствием обучающих выборок, т.е. априорной информации о распределении генеральной совокупности, которая представляет собой вектор X.
Различия между схемами решения задач классификации во многом определяются тем, что понимают под понятиями "сходство" и "степень сходства".
После того, как сформулирована цель работы, необходимо попытаться определить критерии качества, целевую функцию, значения которой позволят сопоставить различные схемы классификации.
Критерием качества классификации также может служить возможность содержательной интерпретации найденных групп. Такие группы обычно называются кластерами (от англ. cluster - группа элементов, характеризуемых каким-либо общим свойством), а также таксонами (от англ. taxon -систематизированная группа любой категории) или образами. Методы нахождения кластеров называются кластер-анализом (соответственно численной таксономией или распознаванием образов с самообучением). Основой статистического подхода решения задачи кластерного анализа является вероятностная модель исследуемого процесса. Статистический подход особенно удобен для теоретического исследования проблем, связанных с кластерным анализом. Кроме того, он дает возможность ставить задачи, связанные с воспроизводимостью результатов кластерного анализа [39,42,112].
Наиболее трудным и наименее формализованным в задаче классификации является определение понятия однородности объектов.
Выбор метрики или меры близости является узловым моментом исследования, от которого в основном зависит окончательный вариант разбиения объектов на классы при данном алгоритме разбиения. В каждом конкретном случае этот выбор должен производиться по-своему в зависимости от целей исследования, физической и статистической природы вектора наблюдений X, априорных сведений о характере вероятностного распределения X.
Рассмотрим наиболее часто используемые расстояния и меры близости в задачах кластерного анализа.
Прогнозирование с использованием кривых роста
Перемещение центра тяжести современных рыночных реформ в регионы предполагает анализ развития каждого региона исходя из оптимальности соответствия производственной структуры его, ресурсным возможностям и условиям.
Одной из важнейших составляющих процесса статистического анализа и прогнозирования социально-экономического развития региона и его подсистем является анализ состояния таких факторов, как потребление тепло и электроэнергии [24].
На рис. 3.1 представлена динамика общегодового потребления тепловой энергии в Республике Марий Эл с 1998 по 2006 гг.
Анализ графика, позволяет сделать вывод, что общий объем на протяжении исследуемого периода, хотя и постоянно изменяется, но имеет тенденцию к росту. За период с 1998 по 2006 гг. объем потребляемой теплоэнергии возрос в 1,22 раза. При этом наибольшее потребление данного вида энергии наблюдалось в 2005 г. и составило 846292,1 Гкал., наименьшее - в 2002 г. -592167,2 Гкал.
Падение отпуска тепловой энергии в 2002 г. объясняется тем, что в г. Йошкар-Ола существуют 2 схемы теплоснабжения. Первая схема - зимняя (с октября по май) - когда ТЭЦ Марийского филиала ОАО "ТГК-5" и ОПП (оптовый покупатель-перепродавец) МУП "Иошкар-Олинская ТЭЦ-1" отапливают и снабжает горячей водой своих потребителей сами. Вторая схема - летняя (с мая по октябрь) - когда ОПП отдает всё горячее водоснабжение Марийскому филиалу ОАО "ТГК-5". В 2002 г. политикой ОПП было предусмотрено самостоятельное снабжение ГВС жителей города Йошкар-Олы в летний период, тем самым лишив Марийский филиал ОАО "ТГК-5" большей доли выручки. Это привело к спаду отпуска теплоэнергии. Такая ситуация с 2002 г. более не повторялась, и дальнейший рост потребления теплоэнергии объясняется еще и тем, что бурными темпами стало развиваться жилищное строительство.
Наличие тенденции в годовых объемах потребляемой тепловой энергии проверялось при помощи гипотезы при помощи кумулятивного t -критерия, для этого было рассчитано значение накопленный итог отклонений эмпирических значений от среднего уровня исходного временного ряда;
- общая сумма квадратов отклонений, определяемая по формуле:
- объем общегодового потребления теплоэнергии в ґ-ом году; у - средний уровень общегодового потребления теплоэнергии; п = 9 - число лет исследуемого периода времени.
По таблице кумулятивного t-критерия) меньше tp(Ha6 = 4,24, был сделан вывод о наличии тенденции в исследуемом ряду (Приложение 3).
Анализ темпов роста потребления тепловой энергии в Республике Марий Эл по годам, показывает, что направление динамики этого показателя далеко не стабильно, что наглядно представлено на рис. 3.2.
Средний темп роста потребления тепловой энергии в исследуемый период времени (1998-2006 гг.) составляет приблизительно 103%, что говорит об общей, хотя и незначительной тенденции увеличения потребления тепловой энергии. До 2002 г. наблюдалась устойчивая тенденция спада темпов роста потребления данного вида энергии. Средний темп роста за период 1999 -2002 гг. составил 98%, при этом минимальный тем роста был в 2002 г. и составил всего 82%. В последние четыре года четких тенденций в изменениях данного показателя не наблюдалось. Средний темп роста потребления тепловой энергии за 2003-2006 гг. составил приблизительно 108%, при этом максимальным он был в 2003 г. и достиг 124%.
