Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ энергопотребления в мире, в россии, в регионе 11
1.1. Современное состояние и тенденции развития мирового топливно-энергетического комплекса 11
Выводы 27
1.2. Анализ современного состояния и тенденций развития топливно-энергетического комплекса России 28
Выводы 41
2. Состояние и тенденции развития ТЭК томской области 43
2.1. Топливно-энергетический баланс Томской области 44
2.1.1. Пояснения к расшифровке строк сводных топливно-энергетических балансов 54
2.2. Анализ топливно-энергетического баланса Томской области 62
2.2.1. Анализ производства и потребления энергоресурсов 62
2.2.2. Баланс природного газа 66
2.2.3. Баланс нефти и нефтепродуктов 71
2.2.4. Баланс угля 75
2.2.5. Баланс электроэнергии 78
2.2.6. Баланс тепловой энергии 83
2.2.7. Участие населения в потреблении топливно-энергетических ресурсов 87
Выводы 89
3. Энергетическая составляющая потребительской корзины для томской области 91
3.1. Постановка задачи 91
3.2. Существующие подходы к определению объективной величины энергопотребления населением региона 92
3.3. Обоснование использования данных минимальной ПК для определения энергетических потребностей человека 93
3.4. Оценка полных затрат энергии, необходимых для производства составляющих ПК 94
3.5. Определение доли межотраслевых связей в формировании энергетической ПК региона 104
3.5.1. Энергия межтерриториальных связей 108
3.6. Изменение величины энергетических потребностей человека в зависимости от факторов, влияющих на нее 112
Выводы 121
4. Построение модели перспективного баланса потребления топливно-энергетических ресурсов для региона 123
4.1. Существующие подходы к прогнозированию потребления электрической энергии и топливно-энергетических ресурсов 124
4.2. Расчет модели баланса потребления топливно-энергетических ресурсов регионом 126
4.2.1. Определение модели энергопотребления для границы, оцененной по средним потребностям человека 127
4.2.2. Определение модели энергопотребления для границы, оцененной по социальной структуре населения .128
Выводы 133
Заключение 134
Литература 137
Приложение 1 147
- Анализ современного состояния и тенденций развития топливно-энергетического комплекса России
- Пояснения к расшифровке строк сводных топливно-энергетических балансов
- Оценка полных затрат энергии, необходимых для производства составляющих ПК
- Существующие подходы к прогнозированию потребления электрической энергии и топливно-энергетических ресурсов
Введение к работе
Актуальность темы. Современное общество может развиваться при условии, что его экономическая политика имеет своим ориентиром рост уровня и качества жизни граждан, который влечет за собой увеличение потребления энергии и топливно-энергетических ресурсов. Еще в 1975г. академик П. Л. Капица обратил внимание на сильную линейную корреляционную зависимость валового внутреннего продукта (ВВП) в отдельных странах от уровня потребления энергии в расчете на душу населения, заметив, что: «Если люди будут лишаться энергетических ресурсов, их материальное благосостояние будет падать» [50].
Исчерпание невозобновляемых природных энергетических ресурсов, которые доминируют в мировом топливно-энергетическом балансе, загрязнение окружающей среды, а в перспективе, изменение климата, другие глобальные явления, вызываемые производством и переработкой энергетических ресурсов - такая перспектива вызывает обоснованную озабоченность государственных и общественных организаций.
На заседании правительства Российской Федерации 28 августа 2003г. была принята Энергетическая стратегия России на период до 2020г. Основной ее целью является обеспечение потребностей страны в энергоресурсах на основе максимально эффективного их производства и использования, развития научно-технического и экономического потенциала энергетического сектора для роста экономики государства и, как следствие, повышения качества жизни населения страны [122].
Тенденции, складывающиеся в мире последние 2-3 десятилетия, показывают совершенно определенное снижение темпов прироста потребления энергоресурсов за счет повышения эффективности их использования. Особенно это заметно в промышленно развитых странах, которые не имеют своей ресурсной базы и вынуждены импортировать топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) и в которых отсутствуют энергоемкие отрасли промышленности.
Энергоемкость ВВП в России, в том числе энергоемкость промышленного производства и сферы услуг, в силу исторических, климатических, географических и экономических факторов, настолько высока по сравнению с промышленно развитыми странами, что это делает нашу жизнь недопустимо энергорасточительной, а нашу продукцию неконкурентоспособной не только на мировом, но и на внутреннем рынке [27].
Понимая под энергосбережением реализацию системы правовых, организационных, научно-исследовательских, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов, вовлечение в производство возобновляемых источников энергии, укрепление энергетической безопасности государства и его регионов, необходимо принимать во внимание, что существенной составляющей государственной энергетической политики является региональное, территориальное развитие энергетики [55, 58].
Проблема энергосбережения на протяжении многих лет является приоритетным направлением деятельности исполнительной и законодательной власти Томской области. В 1996г. разработана Программа энергосбережения Томской области, послужившая основой для разработки Законов в области энергосбережения и энергообеспечения региона [19,20,21].
Реформы, проводимые топливно-энергетическим комплексом и жилищно-коммунальным хозяйством, постепенный переход к полной оплате за потребленные электроэнергию и тепло, заострили внимание на потреблении ресурсов населением в условиях рыночной экономики.
Разработка методов оценки, исследование потребления электроэнергии на региональном уровне активно ведется с середины прошлого века в целом ряде организаций нашей страны и за рубежом, среди них: ЭНИН, ЦЭМИ, ИСЭМ, ВНИИЭ, ЦЭНЭФ, МЭИ, УГТУ-УПИ, НГТУ и многие другие.
Проблема энергосбережения - это проблема сложная и многоплановая, включающая в себя аспекты от политических до технологических и технических [2]. И без формирования в регионе, прежде всего, культуры разумного потребления на всех уровнях, во всех отраслях экономики и населением невозможна реализация всех важных и необходимых направлений энергосбережения.
Данная работа выполнена в соответствии с заданиями Федеральной целевой программы «Энергоэффективная экономика», которая рассчитана на 2002 - 2005гг. и на перспективу до 2010г. В Томском политехническом университете диссертация выполнялась по индивидуальному гранту ТПУ на проведение научных исследований молодыми учеными.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка новых и совершенствование имеющихся методов оценки и анализа потребления электроэнергии и топливно-энергетических ресурсов на уровне региона и обеспечение повышения эффективности их использования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Руководствуясь данными минимальной потребительской корзины, разработанной Правительством Российской Федерации для Томской области, определить объективную величину потребности в электроэнергии человека, проживающего на территории с суровыми климатическими условиями.
2. Разработать методику определения энергетической (в т.ч. электрической) составляющей минимальной потребительской корзины (энергетической корзины) в расчете на одного жителя региона и на весь регион.
3. Разработать алгоритм оценки величины электрической энергии, ввозимой в область через компоненты минимальной потребительской корзины (оценить энергию межотраслевых связей).
4. Усовершенствовать методику составления единого (сводного) топливно-энергетического баланса (ТЭБ) региона.
5. Составить единые топливно-энергетические балансы региона.
6. Оценить участие населения в формировании структуры и тенденций развития ТЭБ региона.
7. Разработать комплексный подход к составлению прогнозной модели развития электропотребления на уровне региона.
Методы исследования. Разработанные в диссертации научные положения основаны на сборе и анализе существующих в Госстатистике форм и разработке новых моделей учета топливно-энергетических ресурсов, составлении и статистической обработке опросных листов для потребителей топливно-энергетических ресурсов, использовании методов компьютерного моделирования, методов математической статистики и экспертных оценках.
На защиту выносятся следующие основные Положения, определяющие научную новизну полученных в диссертации результатов:
1. В работе предложена модель составления сводных топливно-энергетических балансов региона, охватывающая всю систему энергообеспечения региона и совмещающая баланс электрической энергии с балансами тепла и энергетических ресурсов.
2. Разработан алгоритм определения энергоемкости потребительской корзины в расчете на одного жителя региона с суровыми климатическими условиями, включающий анализ компонент минимальной потребительской корзины с оценкой прямых и косвенных затрат электрической энергии на производство каждой компоненты.
3. Разработан алгоритм определения величины электрической энергии, ввозимой в область и учитываемой через компоненты потребительской корзины (так называемая энергия межотраслевых связей). Данный показатель является индикатором экономической и энергетической безопасности региона.
4. Разработана математическая модель прогноза потребления топливно-энергетических ресурсов и электрической энергии на перспективу, основанная на расчетных данных энергетической потребительской корзины и учитывающая сложившиеся экономические условия и демографическую ситуацию в регионе.
Все исследования выполнялись с учетом прикладного значения тематики на основе реальной статистической информации и расчетных данных. В связи с этим практическая значимость работы заключается в следующем:
- Разработана методика составления сводного топливно-энергетического баланса региона. Усовершенствованная модель баланса обеспечивает учет энергоресурсов на всех этапах жизненного цикла, начиная с добычи (производства), распределения и потребления по секторам экономики и населением. На основе полученной модели уточняются изменения в структуре баланса и тенденции развития ТЭК, позволяющие дать прогнозные оценки производства и потребления электрической энергии и ресурсов.
- Составлены единые топливно-энергетические балансы региона на период с 1995-2000гг., которые позволили оценить развитие энергетики, в частности электроэнергетического комплекса.
- Определена энергоемкость потребительской корзины в расчете на одного жителя Томской области в зависимости от различных факторов: социальной структуры населения, уровня доходов населения, по средним потребностям населения. Это позволило сделать объективную оценку энергетических потребностей для города и области, находящихся в зоне отрицательных среднегодовых температур и определить область изменения величины энергопотребления населением региона.
- Дана оценка участия населения в формировании расходной части топливно-энергетического баланса региона, структура и динамика потребления ЭЭ и ТЭР населением, что позволяет планировать потребление электроэнергии с учетом демографической ситуации и сложившихся экономических условий.
- Определена величина электроэнергии межотраслевых связей. Алгоритм определения энергоемкости межотраслевых связей помогает оценить экономическую и энергетическую зависимость области от энергии и товаров из других регионов. .
- Разработан комплексный подход составления прогнозной модели потребления электрической энергии на уровне региона, позволяющий планировать развитие Томской энергосистемы и ввод генерирующих мощностей на предприятиях АО «Томскэнерго».
Реализация результатов работы.
Разработанные в диссертации методы и алгоритмы используются на кафедре Электроснабжение промышленных предприятий Томского политехнического университета в курсе «Энергосбережение на промышленных предприятиях» и при дипломировании студентов пятого курса (одна работа оценена медалью Министерства образования РФ (приказ Минобразования России от 09.03.2004г. № 1190)).
При участии автора диссертации разработаны, согласованы и утверждены:
- Программа энергосбережения Бакчарского района Томской области, включающая анализ производства и потребления энергетических ресурсов на территории района с составлением топливно-энергетических балансов на основе статистических и расчетных данных.
- Программа энергосбережения Томскэнерго на период 2000 - 2005гг. В составе научно-исследовательского коллектива автор участвовала в выполнении следующих госбюджетных и хоздоговорных работ:
- Анализ существующего состояния в сфере производства и потребления энергоресурсов в Томской области и разработка предложений по законодательно-правовым основам развития и функционирования энергетического рынка в Томской области, 2000-2001гг.;
- Научные основы энергоэффективности региональных и муниципальных структур, 2002;
- Проект на тему «Исследование закономерностей эволюции энергетических потребностей бюджетных структур на территориях с отрицательными среднегодовыми температурами».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
1. I Всероссийской научно-практической конференции «Энергоаудит на предприятии», Екатеринбург, 22-24 февраля 2002г.
2. VIII, IX Всероссийских научно-технических конференциях «Энергетика: экология, надежность, безопасность», Томск, 3-5 декабря 2002, 2003гг.
3. VI Международной выставке-конгрессе «Энергосбережение -2003», г. Томск, 12-13 ноября 2003г.
4. I Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы», г. Томск, 3-5 сентября 2003г.
Публикации. По теме исследования опубликовано 13 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Объем работы составляет 169 страниц, включая 70 рисунков, 38 таблиц, 4 приложения и библиографии из 123 наименований.
Анализ современного состояния и тенденций развития топливно-энергетического комплекса России
Россия относится к числу стран, наиболее обеспеченных ресурсами. Располагая 2,5% населения от суммарной его численности на планете, она владеет почти 45% потенциальных и 30% разведанных мировых запасов природного газа, 12-13% запасов нефти, 14% запасов природного урана и 23% запасов угля [46,47,78, 88, 109].
В настоящий момент на нашу страну приходится около 11% всего мирового производства первичных ресурсов. Однако, создавая около 3% мирового валового продукта, Россия затрачивает 7% общепланетарных ресурсов, что говорит о высокой энергоемкости ее экономики, которая в 3-5 раз превышает энергоемкость развитых стран Запада и Японии [80,108,109].
Энергетическая составляющая в производстве большинства товаров развитых стран не превышает 4 — 5% от полной стоимости товара, тогда как в России эта величина обычно в 3 —4 раза выше, при современной, заниженной стоимости энергетических ресурсов [27, 63]. Это является следствием низкого технологического уровня производства и коммунально-бытовой сферы, "тяжелой" структуры ВВП и промышленного производства, а также определяется суровыми климатическими условиями страны и формирует энергоемкость энергетической потребительской корзины. По оценкам специалистов, реально обеспечить потребности страны в энергоресурсах, при указанных в Энергетической стратегии темпах ее экономического развития, возможно лишь при снижении удельной энергоемкости ВВП не менее чем вдвое [60, 82,102,109].
На рис. 1.12 представлено потребление первичных энергоресурсов на душу населения за десять последних лет прошедшего столетия, а также прогноз потребления энергоресурсов до 2020г. [82,108]. Падение потребления энергоресурсов пришлось на период с 1990 по 2000гг. и составило 2,38 т у.т. Прогнозная часть выглядит вполне оптимистично, согласно представленному прогнозу в 2020г. население выйдет по потреблению на уровень 1990г.
Потребление энергии на душу населения связано с экономическими показателями развития региона не простой линейной зависимостью, а интегральной, на которую в совокупности влияют такие факторы, как климатические условия, уровень доходов населения, технико-экономическое развитие региона.
В странах ОЭСР потребительский рынок достиг того уровня, когда потребители сами решают, что будет входить в состав ПК и тем самым сами определяют ее стоимость и осознанно участвуют в формировании структуры энергетического баланса страны. В России несколько иная ситуация: от 2 марта 1992г. Указом Президента РФ №210 был введен новый социальный норматив - бюджет прожиточного минимума (БПМ) ориентирующийся на цену минимальной потребительской корзины и косвенно определяющий минимальные энергетические потребности в расчете на душу населения [70].
Потребительская корзина, принятая Правительством Российской Федерации для основных социально-демографических групп населения содержит 32 компоненты без учета минимального набора услуг, которые включают в себя жилье, центральное отопление, холодное и горячее водоснабжение, водоотведение, газоснабжение, энергоснабжение и транспортные услуги. Уже это сравнение отражает уровень жизни населения в России, а данные табл. 1.3. показывают динамику изменения душевого ВВП России по отношению к душевому ВВП США, государства, которое на протяжении многих лет является лидером мирового экономического роста.
Из табл. 1.3 видно, что в течение рассматриваемого временного промежутка величина ВВП России по отношению к ВВП США изменялась, но эти изменения происходили в достаточно узком интервале.
Объем ВВП России в целом за 100 лет (1900-2000гг.) увеличился почти в 36,7 раза, причем в расчете на одного работающего вырос в 5,4 раза, а в расчете на душу населения - в 17,5 раза (численность населения России выросла с 67,4 млн. человек в 1897г. до 144,8 млн. человек в 2000г.) [95].
Сравнивая сегодняшний душевой ВВП России с душевым ВВП стран-лидеров экономического роста можно увидеть размеры разделяющей нас дистанции (табл. 1.4) [22]. Согласно данным табл. 1.4 дистанция, отделяющая Россию от стран-лидеров, составляет на сегодня от 40 до 60 лет.
В начале XX века топливный баланс России значительно отличался от других капиталистических стран. Так, в 1916г. почти 48% топлива расходовалось населением для отопления и приготовления пищи, 28% приходилось на промышленное потребление против 75% в США, 24% потреблялось транспортом. При этом душевое потребление топлива в России было в 4-7 раз ниже, чем в основных зарубежных странах [108, 109].
Пояснения к расшифровке строк сводных топливно-энергетических балансов
Топливно-энергетический баланс складывается из двух составляющих: энергии, потребной для производства средств производства и энергии, необходимой для производства товаров потребления. Объемы каждой из этих составляющих неизвестны и могут быть определены приближенно.
Методика определения энергоемкости потребительской корзины (в данном случае минимальной ПК для г. Томска и Томской области) позволяет оценить как затраты энергии, необходимые для производства товаров потребления (составляющих ПК), так и затраты энергии, идущие на вспомогательные процессы: отопление, вентиляцию, формирующиеся в машиностроении, химии, нефтехимии и т.д. Тем самым энергетическая ПК служит индикатором эффективности использования электрической энергии и топливно-энергетических ресурсов, т.к. отражает работу всех отраслей промышленности. Экономически сложилось так, что эффективность использования энергии в России очень низка (см. табл. 3.1).
Можно предположить, что на стадии выхода экономики из кризиса высокая энергоемкость материального производства в России приведет к лимитированию энергоресурсов. В связи с этим представляет интерес определение некоторой средней величины энергопотребления населением региона на примере г. Томска и Томской области. При этом задача состоит не только в ограничении использования энергоресурсов, но и в оценке затрат топливно-энергетических ресурсов на единицу производимой продукции. Анализ энергопотребления позволяет дифференцированно устанавливать эффективность прямых и косвенных энергетических затрат на получение конечного продукта, поскольку не зависит от курса валют, инфляции, конъюнктуры рынка, цен на сырье и материалы [44].
Исследования в смежной отрасли по определению величины энергопотребления ранее проводились Е.А. Медведевой и В.М. Никитиным [65]. Предложенная ими методика применима в основном для крупных отраслей промышленности и сельского хозяйства или определенных групп производств, и ориентирована, скорее, на нахождение максимума энергопотребления. Методология и проблемы регионального исследования уровня жизни населения, проведенные А.С. Ревайкиным [85, 86, 87], Б.В. Ракитским [84], направлены на определение величины необходимого продукта и его структуры в условиях плановой экономики. Ранее, потребление населением разграничивалось на две крупные группы: потребление предметов (благ) и потребление услуг. При этом жилищно-коммунальные услуги входили в категорию льготного либо бесплатного потребления за счет общественных фондов потребления [53,83,85,96,119,123].
Переход к рыночным отношениям заострил внимание на энергопотреблении населением. В настоящее время в России наблюдается тенденция роста суммарного спроса на электрическую энергию и другие энергетические ресурсы. Эта тенденция имеет место не только в промышленности, но и в энергопотреблении населением, которое достигло 20 - 25% от общего количества производимой электрической энергии [63, 65].
Различия климатических условий регионов России определяют и различия в потреблении энергоресурсов. В Якутии в среднем на 1 человека потребляется в полтора раза больше ТЭР, чем в Краснодарском крае. Кроме того, разный уровень социально-экономического развития, разная обеспеченность регионов энергоресурсами, слабое их взаимодействие, различие нормативно-правовых основ энергосбережения и осуществление дотаций на их использование определяют актуальность задачи исследования энергопотребления населением в регионах [55, 56, 57, 58].
Данные, полученные в результате расчета, составляют основу дальнейшего прогноза энергопотребления населением региона и являются базисом для анализа эффективности использования энергии при производстве компонент потребительской корзины [64].
Для того чтобы провести анализ энергетических потребностей человека, следует рассмотреть основной набор продуктов питания, жизненно необходимых вещей и услуг жилищно-коммунального характера. Статистические данные такого рода представлены в потребительской корзине, которая разработана для основных социально-демографических групп населения Правительством Российской Федерации в соответствии с Федеральным законом «О прожиточном минимуме в Российской Федерации» [35, 36,59,70].
В соответствии с определением [70] потребительская корзина - это расчетный ассортимент продуктов и других предметов потребления, применяемый для анализа и оценки, как качественных показателей потребления, так и количественных. Она рассчитывается, как правило, на одного человека или семью и носит региональный или структурно-социальный характер. Для социально-демографических групп населения Томской области потребительская корзина приведена в табл. 2.1 приложения 2.
Определение энергоемкости минимального набора продуктов и услуг для каждой социально-демографической группы населения - задача довольно кропотливая и трудоемкая. На первом этапе целесообразно провести такой расчет для некоторого «среднего» человека с потребностями, соответствующими данным потребительской корзины. Производя, в данном случае, расчеты исходя из потребностей одного человека, мы определяем «нижнюю» границу энергетической потребительской корзины для всего региона.
При анализе энергопотребления использовался метод суммирования полных энергетических затрат для компонентов потребительской корзины. Одновременно проводился анализ прямых и косвенных затрат. Достоинство такого подхода состоит в том, что в условиях жестких ограничений на производство энергоресурсов он является инструментом для целенаправленного выявления пропорций и объемов потребления энергоресурсов. С помощью данного метода можно прогнозировать энергопотребление региона и на его основе определить пороговые значения производства энергоресурсов. Основу метода составляет оценка полных энергозатрат на производство товаров потребления, т.к. только в этом случае возможно выявить энергозатраты в сфере производства товаров потребления согласно данным потребительской корзины.
Оценка полных затрат энергии, необходимых для производства составляющих ПК
Топливно-энергетический баланс (ТЭБ) как основа прогнозирования перспективного спроса и предложения энергоресурсов с учетом оценки тенденций развития ТЭК становится основным инструментом формирования региональной социально-экономической политики на среднесрочную и долгосрочную перспективу.
Топливно-энергетический баланс региона связывает воедино балансы природных ресурсов, инвестиционные планы компаний и государства, балансы производства и потребления, импорта-экспорта. Построение качественного прогнозного топливно-энергетического баланса., региона требует постоянного мониторинга показателей потребления и производства энергоресурсов, меняющихся под действием всех реальных факторов, корректировки прогнозных показателей баланса и постановки этога процесса на системную, регулярную основу.
Прогнозная модель обеспечит проектный анализ состояния и тенденций развития ТЭК на основе построения отчетного топливно-энергетического баланса региона, выявления угроз, "точек дефицита" и диспропорций развития для заблаговременного принятия мер, предотвращающих кризисные ситуации и выбора оптимальных путей развития ТЭК. Построение прогнозного топливно-энергетического баланса региона на основе комплексного прогнозирования спроса и предложения на энергоресурсы, инвестиционной, налоговой и ценовой политики, развития транспортной инфраструктуры, экспорта, импорта обеспечит своевременное принятие решений, а "проигрывание" на моделях регионального развития кризисных ситуаций позволят рассмотреть весь спектр возможных управленческих решений.
Чаще всего в период плановой экономики потребность в топливе на перспективу определялась расчетным путем: перемножением плановой продукции на нормы расхода топлива, тепла и электрической энергии, рассчитанные на перспективу [69, 92,114].
Для прогноза потребления электрической энергии использовался и используется в настоящее время метод авторегрессии - линейный алгоритм, основанный на предсказании будущего по ближайшему прошлому. При помощи данного метода возможно построение отдельных авторегрессионых моделей для различных типов дней. При этом все остальные факторы, влияющие на потребление электроэнергии, используются опосредованно, то есть через их влияние на прошлые значения потребления электроэнергии. Этот метод позволяет получать достаточно достоверные результаты прогноза в стабильных ситуациях. Однако при неожиданном резком изменении внешних параметров применение такого метода не позволяет правильно спрогнозировать ситуацию [91].
В настоящее время для задач прогноза потребления электроэнергии большое внимание уделяется использованию искусственных нейронных сетей (ИНС). ИНС являются аналитическими системами, в которых поставленные задачи не достаточно четко сформулированны. Этот недостаток восполняется способностью ИНС к самообучению, умению находить в данных скрытые и неясные образы [91]. Обучение ИНС также основано на использовании данных предыстории по потреблению электроэнергии, информации о соответствующих погодных условиях, времени суток, типа дня и т.п. Получается, что в условиях, когда необходимая информация отсутствует, либо ее недостаточно, то невозможно дать точную оценку потребления на перспективу.
В этом случае необходимо рассматривать топливно-энергетический баланс не в рамках временного ряда, а в рамках предметного. В качестве предмета предложены энергоемкости потребительской корзины (ПК) в расчете на одного человека, определенные в результате исследований, проведенных автором, которые опубликованы в [42], а именно: - Энергетические потребности «среднего» человека, равные 6,3 т у.т.; - Энергетические потребности в расчете на 1 человека, меняющиеся в зависимости от его социально-демографического статуса; - Энергетические потребности в расчете на 1 человека, меняющиеся в зависимости от уровня доходов (от того к какой десятипроцентной группе по уровню доходов он принадлежит). На рис. 4.1 представлена модель реального баланса потребления электрической энергии и расчетных балансов, в основе построения которых лежит изменение энергоемкостей потребительской корзины для населения Томской области в зависимости от наиболее значимых факторов (см. гл. 3 диссертации). Балансовая граница определена в гл. 2 диссертации и охватывает производство и добычу энергоресурсов на территории Томской области. Расчетные границы энергопотребления определены в гл. 3 диссертации. Столь значительная разница между балансовой и расчетными границами объясняется тем, что первая учитывает сырую нефть, добываемую на территории области и идущую на экспорт, доля которой значительна. Для построения прогнозного баланса нас интересует лишь расчетные характеристики. Необходимо, чтобы представленные динамики описывались каким-либо математическим законом. Для выравнивания и сглаживания имеющейся характеристики с целью построения перспективного баланса используем метод наименьших квадратов [16]. Обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов рассмотрена в приложении 3. Использование алгоритма, приведенного в прил. 3 диссертации для имеющихся расчетных моделей баланса, позволило получить прогноз потребления топливно-энергетических ресурсов регионом на ближайшую перспективу, который соответствует планам экономического развития и отражает демографическую ситуацию области. Отдельно выделена доля электрической энергии, потребная населению региона.
Существующие подходы к прогнозированию потребления электрической энергии и топливно-энергетических ресурсов
На основании исследований, представленных в настоящей диссертационной работе, разработаны новые и усовершенствованы имеющиеся методы оценки и анализа потребления топливно-энергетических ресурсов на уровне региона, получены результаты, способствующие решению проблем в области прогнозирования топливно-энергетических балансов.
Основу прогноза составляют расчёты потребностей в энергоресурсах, построенные на сопоставлении данных фактического топливно-энергетического баланса региона с расчетными данными энергетических потребительских корзин для населения Томской области, которые учитывают суммарные затраты энергии по всей цепочке межотраслевых связей при производстве соответствующих продуктов и услуг, уровень доходов населения и изменение социальной структуры населения в регионе.
Также наиболее ценными и существенными результатами работы являются: 1. Усовершенствованная модель статистической отчетности, предложенная в работе, позволяет свести воедино все топливно-энергетические ресурсы, используемые на территории области. Это позволило 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. 2. Основываясь на данных ТЭБ, определена доля участия населения в формировании структуры расходной части баланса, составившая в 1995г. -30% от общего потребления энергоресурсов, 34% в 1998г., 29% в 1999г., 22% в 135 2000г., потреблении электрической (от 32 до 21% за рассматриваемый период) и тепловой энергии (от 58 до 55%). 3. Разработана методика определения энергетической составляющей потребительской корзины (энергетической корзины) для г. Томска и Томской области в расчете на одного жителя региона и на весь регион. Величина ее энергоемкости составляет 6,3 т у.т. на 1 человека и является основой построения прогнозной модели топливно-энергетического баланса региона. 4. Разработан алгоритм оценки величины электрической энергии, ввозимой в область через компоненты потребительской корзины и определена энергоемкость межотраслевых связей, составившая 307 тыс. т у.т. или 984 млн. кВт ч, или 10% от энергетической корзины в расчете на население области. Этот параметр показывает значительную зависимость области от поставок из соседних регионов, недостаточное развитие собственных отраслей промышленности. В этом аспекте энергетическая корзина является интегральной характеристикой экономической и энергетической безопасности региона. 5. Сделана оценка энергоемкости межтерриториальных связей, в основе определения которых лежит внешнеэкономическая деятельность Томской области, включающая экспорт и импорт из стран дальнего и ближнего зарубежья. 6. На основе данных энергетической потребительской корзины разработан комплексный подход к составлению прогнозной математической модели ТЭБ региона. Прогноз сделан на основе расчетных моделей потребления топливно-энергетических ресурсов и представляет собой область, которая снизу имеет границу, определенную по потребностям «среднего» человека, а сверху - границу, зависящую от социальной структуры населения. Прогнозная область, представленная в относительных единицах, ограничена уравнениями: Y = 0,1443 - 0,0004х и Y = 0,1441 - 0,0003х. Прогнозная область, представленная в именованных единицах, ограничена уравнениями: Y = 6812,6 - 17,368х и Y = 7166,9 - 15,318х. 136 В силу сложившихся за последнее десятилетие экономических и демографических тенденций полученный прогноз направлен в сторону снижения энергопотребления. Разработанная методика прогнозирования, основанная на учете энергоресурсов на всех этапах их жизненного цикла и интегральном представлении в виде энергетической потребительской корзины, использована для составления и анализа топливно-энергетического баланса Бакчарского района Томской области, что впервые сделано для муниципального образования, как элемента административной и социально-экономической структуры (см. прил. 3). Апробация и внедрение полученных результатов также осуществлены в Томском политехническом университете на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий в курсе «Энергосбережение на промышленных предприятиях» для специальности 100400 и в Региональном центре управления энергосбережением Томской области при выполнении ряда работ научно-исследовательского и прикладного характера для топливно-энергетического комплекса области (см. прил. 3).
