Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. Отечественный и зарубежный опыт в использовании альтернативных видов моторного топлива на автотранспорте и при газификации населенных пунктов... 15
-
Экономическая и экологическая характеристика альтернативных видов моторного топлива 15
-
Применение природного газа в качестве моторного топлива 26
-
Степень использования инфраструктуры топливообеспечения газом автомобилей 34
-
Газификация населенных пунктов.. 37 ВЫВОДЫ 41
Глава 2. Комплексная система снабжения сжижен
ным природным газом населения и авто
транспорта 43
2.1. Экономическая эффективность пот
ребления топлива населением и
автотраспортом г. Астрахани 43
2.2. Описание схемы работы комплекс
ной системы газоснабжения транс
порта и населения 47
ВЫВОДЫ 53
Глава 3. Математическая модель комплексной сис
темы газообеспечения транспорта и на
селения 55
-
Описание модели 55
-
Определение необходимых капитальных затрат на доставку СПГ на ЗС 58
-
Оптимальное размещение заправочной станции 68
-
Постановка задачи 68
-
Определение среднего расстояния от ЗС до любой точки внутри зоны обслуживания 69
-
Определение необходимого количества седельных тягачей 74
-
Построение целевой функции оптимизации ЗС 75
3.4. Оценка оптимального количества
ГВД по стоимостной функции 79
3.5. Программное обеспечение и оптими
зация основных параметров компле
ксной системы 91
ВЫВОДЫ 104
Глава 4. Сравнительная экономическая эффективность способов газификации транспорта
и населения 105
ВЫВОДЫ 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 117
ПРИЛОЖЕНИЯ 128
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Программное обеспечение комплек
сной системы газоснабжения 129
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.1. Головная программа системы га
зоснабжения 129
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.2. Управляющая программа на ЭВМ.. 132 ПРИЛОЖЕНИЕ 1.3. Программа расчета стоимости
перевозок газа 136
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.4. Программа расчета оптимизации
размещения заправочной станции 140
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.5. Управление программой оптимиза
ции 145
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.6. Программа печати 147
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.7. Программа вывода информации о
пользователях на экран 148
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.8. Программа вывода информации о
пользователях на печать 150
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Информация о пользователях 152
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.1. Координаты пользователей 152
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 2. Потребности пользователей 155
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.3. Расстояния пользователей до за
правочных станций 157
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Список автопредприятий города
Астрахани, которые могут снаб
жаться в рамках комплексной сис
темы 159
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
АГНКС - автомобильная газонаполнительная компрессор
ная станция
А1С - станция по заправке автотранспорта СУГ
AT - альтернативное топливо
АТП - автотранспортное предприятие
АЭС - атомная электростанция
БХ - базовое хранилище
ГВД - газификатор высокого давления
ГЗАП - газозаправочный автоприцеп
ГКТ - газоконденсатное топливо
ГМТ - газомоторное топливо
ГПЗ - газоперерабатывающий завод
ГРС - газораспределительная станция
ГХ - групповое хранилище
ЗС - заправочная станция
КПГ - компримированный природный газ
КСС - комплексная система снабжения природным газом
ПАГЗ - передвижной автогазозаправщик
П "АГЕГ - предприятие "Астраханьгазпром"
СПГ - сжиженный природный газ (метан)
СТ - седельный тягач
СУГ - сжиженный углеводородный газ (пропан-бутан)
ТЭС - теплоэлектростанция
УГСН - участок газоснабжения населения
ЗАВ - энергоаккумулирующее вещество
Введение к работе
Практически одновременно с появлением автотранспортных средств в конце XIX - начале XX века в мире начались разработки по использованию альтернативных видов топлива, не являющихся продуктами нефтепереработки. Эти разработки осуществлялись в связи с острой нехваткой и дорогостоящим по тем временам производством нефтепродуктов. Однако в середине столетия с открытием крупных и относительно доступных нефтяных месторождений (Ближний Восток, Западная Сибирь, Латинская Америка) и увеличением выпуска высокооктановых бензинов интерес к использованию альтернативного топлива резко снизился [7,13].
В последние годы перед обществом со всей остротой встали вопросы охраны окружающей среды. Одним из немаловажных факторов, влияющих на загрязнение атмосферы, являются выхлопные газы автомобилей, особенно в городах. Выбросы вредных веществ от автотранспорта как у нас в стране, так и за рубежом по подсчетам экологов составляют до 35-40% от их общей массы, а в крупных городах эта доля достигает 70%. Основной причиной являются отработанные газы, которые содержат более 200 вредных веществ [1,19].
К этому следует добавить, что при нынешней тенденции падения добычи нефти, примерно через 5 лет в России по прогнозам специалистов обозначится дефицит нефтепродуктов, в том числе и топлива для автотранспорта. Усугубляет наметившийся дефицит моторных топлив практически полная потеря нефтехимического комплекса в Чечне, а также нефтеперерабатывающих за- водов в республиках бывшего Союза.
Поэтому в настоящее время начался новый этап разработок по применению альтернативных видов топлива на транспорте. Такой интерес специалистов обусловлен тремя основными причинами: - экологической безопасностью новых видов топлива [3.27,57,95,98]; 1 - большей экономической эффективностью альтернативных видов топлива по сравнению с традиционными (бензин, дизтоп-ливо) [4,9,15,65,69,92]; - значительными разведанными природными запасами на Земле [11,14,18,34,44,102].
Одним из наиболее перспективных видов моторного топлива является природный газ. Это объясняется тем, что разведанные запасы газа многократно превышают запасы нефти, а его добыча и переработка намного дешевле производства других видов моторного топлива [5,12,30].
Кроме того, при переводе автотранспорта с нефтяного на газомоторное топливо двигатель автомобиля нуждается в гораздо меньших переделках, по сравнению с использованием других видов альтернативного топлива (метанол, этанол, электроэнергия), а его эксплуатационные характеристики при этом повышаются. Это, в свою очередь, приведет к уменьшению капитальных затрат на переоборудование автомобиля и улучшению экономических показателей работы транспорта. Сохраняется бинарность топливной системы и, таким образом, обеспечивается возможность работы автомобиля не только на газе, но и бензине и дизтогаїиве [16, 26, 31. 39, 42, 64, 67, 71, 97].
Государство не остается в стороне от этих проблем. Несколько лет действует Комиссия Правительства РФ по применению природного газа в качестве моторного топлива. На уровне Правительства и Государственной Думы Российской Федерации обсуждается проект Закона РФ "О государственной политике в области использования альтернативного моторного топлива - природного газа".
Однако опыт работы газозаправочных станций свидетельствует, что их загрузка не превышает 30-35% номинальной мощности. Поэтому экономика системы газообеспечения транспорта проигрывает традиционной системе обеспечения нефтяными топ-ливами [2,25,35,46,47,48,103].
Важной социальной задачей государства является также повышение жизненного уровня населения, проживающего в сельской местности и небольших городах. Одним из важных мероприятий в этом направлении является проведение газификации сел, поселков и малых городов, так как практически все сельские районы и большинство небольших городов Российской Федерации до сих пор негазифицированы. Кроме решения социальных проблем газификация в городах и селах позволит успешнее решать экологические проблемы, а именно снизить объемы и количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, по сравнению с углем, который в настоящее время является основным топливом для бытовых нужд населения [6,17,24,29,38,58].
В 1997 г. началось финансирование Федеральной программы "Газификация России\ Астраханская область является одним из первых регионов в стране, где местные власти начали осуществлять эту программу.
Однако далеко не всегда газификация населенных пунктов традиционными способами, прежде всего, прокладкой газопроводов и снабжением сжиженным углеводородным газом, экономически эффективна [17,20,21,28,40,41,78].
Экономика использования газа в качестве топлива для автотранспорта и для бытовых нужд населения в многочисленных исследованиях, проводившихся как у нас в стране, так и за рубежом, рассматривалась до настоящего времени в отдельности друг от друга.
При этом все возникающие экономические проблемы при реализации программ газификации автотранспорта и населенных пунктов решаются в рамках каждой из систем газоснабжения в отдельности друг от друга.
Проблемы повышения экономической эффективности систем газообеспечения автотранспорта и населенных пунктов определили актуальность диссертационного исследования.
Целью исследования является анализ теоретических вопросов загрузки различных систем газоснабжения автотранспорта и населения, а также повышения их экономической эффективности. В процессе исследования была выявлена возможность комплексного использования инфраструктуры по производству, транспортировке и реализации сжиженного природного газа не только для газификации автотранспорта, но и для организации газоснабжения населенных пунктов и создании на основе этого комплексной системы газообеспечения природным газом различных потребителей.
В соответствии с поставленной целью при выполнении диссертационной работы автором предусматривалось решение следу- ющих задач: сравнить моторные виды топлива по их экономическим и экологическим характеристикам и выявить на основе этого наилучшее; проанализировать различные системы газоснабжения автотранспорта и определить их экономическую эффективность; проанализировать существующие системы газификации населенных пунктов и определить условия их функционирования для достижения экономической эффективности; рассмотреть проблемы газификации автотранспорта и населения в едином комплексе друг с другом и выявить предпосылки создания комплексной системы газоснабжения; разработать теоретические основы функционирования комплексной системы газоснабжения природным газом и составить математическую модель по расчету ее основных технико-экономических параметров; разработать программу расчета основных технико-экономических параметров комплексной системы на ЭВМ и выявить их зависимости; провести сравнительный анализ экономической эффективности комплексной системы с ныне существующими системами газоснабжения.
Предметом исследования являются теоретические основы функционирования комплексной системы снабжения сжиженным природным газом населенных пунктов и автотранспорта.
В качестве объекта диссертационного исследования выступают автотранспортные предприятия и негазифицированные районы г.Астрахани. - И -
Теоретической и методологической основой диссертации явились работы российских и зарубежных ученых в области газификации автотранспорта и газоснабжения населения, методические рекомендации Министерства экономики РФ по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования, Постановление Правительства РФ от 15.01.93. м0 неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом" и Федеральная программа "Газификация России", а также литература по математическому моделированию и программированию.
Информационную базу диссертационной работы составили: маркетинговые исследования, проведенные автором, по наличию в г. Астрахани автотранспортных предприятий, удовлетворяющих требованиям комплексной системы газоснабжения; данные АО "Астраханьгазсервис" и Администрации г. Астрахани о наличии негазифицированных районов; отчеты АО Криогенмаш "Комплекс криогенного оборудования сжиженного природного газа для газификации населенных пунктов Астраханской области" и АО Криосервис "Технико-экономическое предложение создания комплекса технических средств по получению и применению сжиженного природного газа с использованием перепадов давления на газо-распределитель-ной станции на территории Астраханской области"; сведения, содержащиеся в отечественной и зарубежной литературе, касающиеся газификации транспорта и населения.
Научная новизна выполненного исследования заключается в том, что сообразуясь с целью и задачами работы: - для повышения экономической эффективности систем га- зообеспечения предложено комплексное решение проблем, стоящих при газификации автотранспорта и населения. Таким образом, недостатки одной системы газоснабжения будут перекрываться преимуществами другой и наоборот; - разработаны теоретические основы функционирования комплексной системы газоснабжения природным газом; -составлена математическая модель по расчету основных технико-экономических параметров системы.
Основные положения диссертации и сформулированные методологические подходы могут служить основой дальнейших научных исследований.
Практическая значимость результатов диссертационной работы состоит в том, что предложенная автором комплексная система газоснабжения будет использована при разработке мероприятий по организации производства сжиженного природного газа на Астраханском газоперерабатывающем заводе и его реализации автотранспортным предприятиям и населению Астраханской области.
Разработанная система может быть применена не только в Астраханской области, но и на территории Калмыкии, в горных районах Северного Кавказа, в большинстве сельских районов Центральной России, а также отдаленных районах страны - Сибирь, Дальний Восток, Крайний Север, где отсутствует необходимая для газоснабжения инфраструктура, а проблемы повышения экономической эффективности систем топливообеспечения и охраны окружающей среды становятся с каждым годом все актуальнее.
Отдельные положения диссертационной работы докладыва- лись на ХХХХ Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета в апреле 1996 г.
Основные положения диссертации использовались 000 ГДК "Астраханьгазпром" в качестве практических рекомендаций, а также представлялись на рассмотрение для последующей их реализации в Администрацию г.Астрахани (1997 г) и Астраханской области (1998 г).
В соответствии с целью и задачами диссертационного исследования работа разделена на четыре главы.
В первой главе рассмотрены все существующие и предлагаемые к использованию альтернативные виды топлива, проведен их сравнительный технико-экономический анализ и на основе этого выявлено, что наиболее перспективным автомобильным топливом XXI века будет являться природный газ.
В этом же разделе рассмотрены ныне существующие и предлагаемые к реализации системы газоснабжения автотранспорта и наделения, определены их достоинства и недостатки.
Во второй главе проведен анализ использования различных видов топлива потребителями г. Астрахани, выявлены предпосылки создания комплексной системы газоснабжения на базе единой инфраструктуры и дано описание технологической схемы ее работы.
В третьей главе рассматриваются теоретические основы функционирования комплексной системы. За основу взят подход о применимости к ее работе методов теории массового обслуживания. На основании этого разработана математическая модель и проведены расчеты ее основных технико-экономических пара- метров.
На основании математической модели составлена компьютерная программа расчетов основных технико-экономических параметров комплексной системы газоснабжения и получены их зависимости.
В четвертой главе проведен сравнительный анализ экономической эффективности ныне существующих систем газификации автотранспорта и населения с предлагаемой в диссертационном исследовании комплексной системой газоснабжения по капиталовложениям, эксплуатационным издержкам, доходу, прибыли, рентабельности и сроку окупаемости. На основании проведенного анализа сделан вывод о ее экономической эффективности.
В заключении сделаны необходимые выводы по результатам диссертационного исследования, а также определены границы применимости комплексной системы газоснабжения.
Похожие диссертации на Экономико-организационные аспекты комплексного решения проблемы газификации населенных пунктов и автотранспорта (На примере г. Астрахани)
