Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Структуры и особенности современных региональных энергетических рынков 29
1.1 Особенности современных условий функционирования и развития региональных систем энергоснабжения 29
1.2 Состав субъектов рынка 33
1.3 Отношения собственности, цели и интересы субъектов отношений 43
Глава 2. Предлагаемая общая схема и состав основных задач для обоснования программ развития региональных систем энергоснабжения 47
2.1 Особенности и цели формирования региональных программ энергоснабжения 47
2.1.1 Цели разработки региональных программ энергоснабжения 47
2.1.2 Учет факторов неопределенности и риска при разработке программ развития региональных систем энергоснабжения 50
2.2 Состав задач по развитию энергетики региона 55
2.3 Постановка и структуризация проблемы развития региональных систем энергоснабжения 62
2.3.1 Общая схема принятия решений при разработке РПЭС 62
2.3.2 Анализ состояния систем энергоснабжения и энергетических рынков региона 68
2.3.3 Методика и алгоритм формирования и технико-экономической оценки вариантов энергоснабжения потребителей региона 71
2.3.4 Принятие первоочередных решений по реализации региональной программы энергоснабжения 78
Глава 3. Средства разработки региональных программ энергоснабжения 81
3.1 Общие требования к математическим моделям 81
3.2 Региональные модели энергоснабжения 82
3.2.1 Вводные замечания 82
3.2.2 Оценочная модель энергоснабжения региона 83
3.3 Модели отраслевых систем энергоснабжения 86
3.3.1 Электроэнергетика 86
3.3.2 Тепловое хозяйство 89
Глава 4. Формирование региональной энергетической политики ОАО «Газпром» в рамках разработки и реализации развития региональных систем топливо- и энергоснабжения 91
4.1 Цели, приоритеты и задачи региональной энергетической политики ОАО «Газпром» 91
4.2 Методика формирования региональной энергетической политики ОАО «Газпром» 98
4.3 Разработка мероприятий по реализации региональной энергетической политики 104
4.4 Основные этапы реализации концепции региональной энергетической политики 106
Глава 5. Надежность и безопасность систем энергоснабжения 109
5.1 Терминология. Надежность энергоснабжения 109
5.2 Надежность ЕСГ и проблемы газоснабжения регионов 113
5.2.1 Основные результаты. Обзор публикаций 113
5.2.2 Специфика проблем надежности ЕСГ 116
5.2.3 Пути повышения надежности системы газоснабжения 118
5.2.4 Количественная оценка надежности объектов газоснабжения 126
5.3 Резервы системы газоснабжения как основа обеспечения надежности региональных систем 131
5.4 Энергетическая безопасность региона 142
Глава 6. Оптимизация структуры и параметров распределительных систем газоснабжения 145
6.1 Постановка проблемы. Основные принципы принятия решений при проектировании распределительных систем газоснабжения 145
6.2 Принципы и методы оценки и отбора решений при проектировании распределительных газоснабжающих сетей 147
6.3 Экономические показатели и критерии оптимального проектирования РГС 158
6.4 Модели и методы оптимизации проектируемой локальной распределительной газопроводной сети 167
6.4.1 Оптимизация структуры и параметров участков локальной газопроводной сети типа дерева (непрерывное пространство решений) 167
6.4.2 Оптимальное проектирование РГС с выбором их конфигурации и учетом условий местности (дискретный подход) 171
Глава 7. Методические основы проектирования разработки малых месторождений нефти и газа 180
7.1 Значение малых месторождений природного газа в энергетике России 180
7.2 Сырьевая база, потенциал добычи и проблемы освоения запасов малых неразрабатываемых месторождений углеводородов 183
7.3 Принципы освоения малых месторождений нефти и газа 187
7.4 Технологические и технические возможности освоения запасов малых неразрабатываемых месторождений углеводородов 190
7.4.1 Промысловая подготовка газа и проблемы обустройства месторождений 190
7.4.2 Переработка газа и конденсата 192
7.5 Технико-экономическое обоснование комплексного освоения малых месторождений углеводородов 194
7.5.1 Методические рекомендации по основным разделам ТЭО инвестиционного проекта освоения малого месторождения 194
7.5.2 Научная и информационная база для оценки экономической эффективности вовлечения малых газовых месторождений в хозяйственный оборот на предпроектной стадии 197
7.5.3 Оценка эффективности вовлечения малых газовых месторождений в разработку 202
7.6 Первоочередные меры по освоению малых неразрабатываемых месторождений нефти и газа 210
Глава 8. Вовлечение запасов метана угольных пластов в развитие региональной энергетики 215
8.1 Физические и технологические особенности добычи метана из угольных пластов 215
8.2 Мировой опыт и проблемы вовлечения метана угольных пластов в промышленную разработку 220
8.3 Оценка запасов метана угольных пластов и выбор наиболее перспективного региона 226
8.4 Проект проведения промышленного эксперимента на первоочередных площадях в Кузнецком угольном бассейне 230
Глава 9. Газификация и генеральные схемы газоснабжения регионов России 240
9.1 Общие цели, принципы и способы участия ОАО «Газпром» в газификации регионов России 240
9.2 Эффективность развития малых ТЭЦ на базе газотурбинных и дизельных энергоустановок при газификации регионов 254
Глава 10. Технико-экономическая оценка направлений развития топливно-энергетического комплекса Томской области на перспективу 264
10.1 Приоритеты и задачи энергетической стратегии 265
10.2 Основные варианты развития отраслей ТЭК Томской области 268
10.3 Исходные предпосылки, методика расчетов и основные технико-экономические показатели 276
10.4 Технико-экономическая оценка вариантов развития ТЭК Томской области 286
10.5 Сводные показатели Энергетической стратегии Томской области на перспективу до 2020 года 303
Глава 11. Рекомендации по повышению надежности магистральных газопроводов 306
11.1 Специфика проблем системной надежности газопроводов 306
11.2 Предложения по обеспечению надежности МГ Ямбург-Тула 310
11.3 Исследование и обеспечение надежности газопровода Торжок-Долина 314
11.4 Комплексное исследование надежности газопровода Торжок-Белосток и рекомендации
по его структуре и параметрам 316
Глава 12. Предложения по разработке малых газовых и газоконденсатных месторождений 328
12.1 Технико-экономическое обоснование реорганизации предприятия по добыче газа в Ростовской области 328
12.1.1 Сырьевая база Ростовской области: современное состояние и перспективы развития 328
12.1.2 Бизнес-план организации газодобывающего предприятия в Ростовской области на базе ГП-3 Каневского ГПУ предприятия «Кубаньгазпром» 332
Заключение 338
Библиография 341
Приложение 1
- Состав субъектов рынка
- Состав задач по развитию энергетики региона
- Региональные модели энергоснабжения
- Методика формирования региональной энергетической политики ОАО «Газпром»
Введение к работе
Роль газовой отрасли в энергетике и экономике страны. По своим масштабам и социальной значимости газовое хозяйство Российской Федерации является одной из важнейших отраслей не только топливно-энергетического комплекса (ТЭК), но и всей экономики страны. Его доля в производстве топливно-энергетических ресурсов в настоящее время составляет около 50%, а в производстве органических топлив более 53%. В кризисные для России годы газовая промышленность сыграла решающую роль в обеспечении устойчивого и надежного энергоснабжения страны, во многом способствовав предотвращению коллапса экономики. Можно с уверенностью утверждать, что эта роль сохранится и в видимой перспективе, так как разведанные запасы газа на терри-тории страны составляют 47,5 трлн. м (35%» мировых запасов), а общие ре-сурсы оцениваются в 235,6 трлн. м [146]. Накопленная же добыча газа с момента зарождения отрасли, т.е. с конца 40-х годов и по 1.01 2002 составила всего 13 трлн. м3.
Газовая отрасль страны представляет собой мощный комплекс, включающий горно-геологические структуры (газовые месторождения), газодобывающие и газоперерабатывающие предприятия, уникальную систему магистральных, региональных и распределительных газопроводов с хранилищами газа и компрессорными станциями, предприятия по строительству и производству оборудования. В стране разрабатывается более 70 газовых месторождений, эксплуатируется 150 тыс. км магистральных газопроводов, около 500 тыс. км газопроводов региональных систем газоснабжения и газораспределительных систем населенных пунктов, около 230 тыс. км внутренних газопроводов.
Базисом газовой отрасли России является открытое акционерное общество (ОАО) «Газпром», обеспечивающее около 90% всей добычи природного газа в стране, дающее 25% налоговых поступлений в бюджеты всех уровней, 10% валютных поступлений; на его долю приходится 6% ВВП и 8% от общего объема национального промышленного производства.
Общество объединяет 195 из 318 региональных газодобывающих, газотранспортных и газораспределительных предприятий. Технологическая структура ОАО «Газпром» представляет собой сложный комплекс, включающий 68 газовых месторождений, более 560 тыс. километров магистральных и распределительных трубопроводов, 230 компрессорных станций, на которых установлено 4 тыс. газоперекачивающих агрегатов установленной мощностью 38 млн.
кВт, 80 тыс. газораспределительных пунктов, более 400 газонаполнительных станций.
Поскольку газовая отрасль является структурой, органично связанной с процессами, происходящими в стране, ее не могли не коснуться последствия жесточайшего экономического кризиса, что выразилось в устойчивом падении объемов добычи газа «Газпромом» при недостаточном приросте производства газа независимыми производителями, длившемся несколько лет.
К 2001-2002 годам добыча газа по Российской Федерации снизилась по сравнению с максимальной добычей в 1992 году (около 640 млрд. м3) почти на 10% и составила около 580 млрд. м газа в год. Внутреннее потребление газа снизилось на 11% - до 360 млрд. м3 в год. Однако трудности кризисного периода не остановили развития ресурсной и производственной базы газовой отрасли. При существенном спаде промышленного производства газовая промышленность обеспечила надежные поставки газа потребителям внутри страны и за рубежом. Экспорт по-прежнему составляет около трети всего потребляемого газа. Ежегодно в страны Западной и Восточной Европы экспортируется около 130 млрд. м3 российского газа. Доля России в общем объеме мирового экспорта газа составляет 24%.
Особенностью внутреннего потребления является увеличение в последнее время доли коммунально-бытового сектора и населения, которая за период с 1990 до 2001 года возросла в два раза: с 10% до 20%. При этом доля промышленности снизилась с 45% до 41%. Очень высоким - около 40 % - остается уровень потребления газа электростанциями.
Следует отметить, что увеличение потребления на коммунально-бытовые нужды выполняет важную социально-экономическую функцию - обеспечение населения страны удобным для использования и экологически качественным видом топлива способствует улучшению качества жизни человека.
Ярко выраженный социальный характер носила Федеральная программа «Газификация России на 1996-2000 годы», утвержденная Постановлением Правительства №819 от 18.06.96, основной целью которой было улучшение условий быта и производственной деятельности населения, прежде всего в сельской местности. Программа способствовала развитию экономики регионов.
В настоящее время охват жилого фонда газоснабжением составляет по стране в целом 74,6%: почти 73,5% в городах и 77,3% в сельской местности, в том числе сетевым природным газом около 60% в городах и около 30% в сельской местности (в среднем по стране - около 52 %). В ряде центральных и южных районов России и Поволжья уровень газификации доходит до 93%. Всего
газифицировано около 40 млн. квартир, из них природным газом 27,6 млн., в том числе в сельской местности 4,5 млн. квартир.
Однако программа не была выполнена в полной мере по следующим основным причинам:
неподготовленность потребителей к приему газа;
экстенсивное наращивание объемов газификации без технико-экономического обоснования проектов и программ газификации и их увязки с энергоснабжением регионов;
принятие решений на основе устаревших Генеральных схем газоснабжения и газификации без разработки рациональной структуры региональных ТЭК в современных условиях;
недостаточное финансирование;
отсутствие благоприятной ценовой и налоговой среды, низкая стоимость газа, отсутствие государственных гарантий отечественным и иностранным инвесторам.
В результате проекты газификации часто убыточны, срок окупаемости инвестиций в них составляет 40-50 лет, превышая срок службы газопроводов. К числу позитивных тенденций последних лет следует отнести увеличение добычи в 2002 году. Так, например, показатели выработки базовых месторождений газа Западной Сибири, обеспечивающих более 85% текущей добычи, быстро вырастают и находятся в пределах 46-78%.
Основные проблемы газовой отрасли. Нынешнее положение отрасли характеризуется падением объема инвестиций, быстрым устареванием основных фондов отставанием прироста запасов газа от объемов его добычи, нарастанием задолженности «Газпрома» по кредитам, недостаточным развитием рыночных механизмов работы. Однако снижение эффективности работы отрасли в целом (и базового производителя газа в стране - в частности) недопустимо, особенно в свете ожидаемых изменений на мировых рынках энергоносителей, их либерализации, постепенного перехода к спотовым контрактам и т.д. Российская энергетика, являющаяся важной составной частью мировой энергетики, должна следовать современным тенденциям развития.
Опыт демонополизации и либерализации газовой промышленности и электроэнергетики во многих странах мира показывает, что в отраслях, имеющих в своем составе естественные монополии, требуется рациональное сочетание рыночных механизмов и государственного регулирования, осуществляемого через законодательную и нормативную базы. Нерегулируемая рыночная среда в подобных случаях приводит к нестабильности развития систем и большим коле-
баниям цен на их продукцию, а чрезмерно жесткое государственное регулирование приводит к стагнации.
Лучшие результаты достигаются, когда политика государства направлена на стимулирование разработки новых газовых месторождений, в том числе независимыми производителями.
В последние годы в России были заложены правовые основы, регламентирующие взаимоотношения между собственником недр - государством и недропользователями. Это законы «О недрах», «О континентальном шельфе Российской Федерации», «О соглашениях о разделе продукции», соответствующие статьи Налогового и Таможенного кодексов и некоторые другие [164, 28, 163, 84, 85, 148]. Однако они не обеспечили благоприятных условий ни для нормальной работы газодобывающих предприятий, ни для освоения месторождений, ни для проведения геологоразведочных работ. Необходимо дальнейшее совершенствование законодательной базы, регулирующей функционирование ТЭК.
Важная роль государственной составляющей состоит также в снижении рисков для инвесторов путем частичного перекладывания этих рисков на государство и потребителей, а также в создании условий для страхования инвестиционных рисков. Следовательно, в качестве одной из основных проблем газовой отрасли следует выделить необходимость модернизации структуры управления.
Другая проблема связана с неоправданно завышенной долей газа в топливно-энергетическом балансе страны и, в частности, с большим расходом газа на производство электроэнергии и тепла на электростанциях и в котельных. Это обусловлено, главным образом, необоснованным соотношением стоимостей различных видов топлива при существенно заниженных ценах на газ.
Тарифы, установленные для газораспределительных объединений, не покрывают расходы на эксплуатацию трубопроводов, ремонт и реконструкцию газовых сетей. По оценкам специалистов необходимые капитальные вложения на реконструкцию и замену газораспределительных сетей, находящихся под управлением организаций, в которых ОАО «Газпром» владеет контрольным пакетом акций (более 400 тыс. км), составляют сейчас около 3 млрд. руб. в год; при сохранении ситуации после 2008 года эта сумма увеличится до 8 млрд. руб. в год. Размер же амортизационных отчислений, включаемый ФЭК в тариф, составляет всего 1,5 млрд. руб. в год.
Низкие цены на газ и экстенсивное наращивание объемов его добычи без проведения целенаправленной политики энергосбережения в газовой отрасли и
у потребителей энергии не только к неоправданно увеличивает долю газа в балансе регионов, позволяют разбазаривать высококачественное и экологически ценное сырье, но и ведут к упадку в других топливных отраслях, снижают энергетическую безопасность регионов и страны. Наращивание потребления газа приведет к резкому увеличению себестоимости вновь вовлекаемых в сферу потребления объемов газа, т.к. связано с необходимостью освоения новых высокозатратных месторождений.
Проведение энергосберегающей политики в газовой отрасли, а также в электро- и теплоснабжении позволит создать рациональные топливно-энергетические балансы в регионах, обеспечит приход инвесторов в газовую отрасль.
Достаточно большая доля газопроводов работает на пределе технического ресурса (15% магистральных и 14% распределительных введены в эксплуатацию более 30 лет назад). Как более узкую, следует обозначить проблему, связанную с поддержанием технического состояния действующих объектов на уровне, обеспечивающем стабильную поставку газа потребителям и безопасную эксплуатацию объектов.
Обобщая сказанное, можно выделить актуальность темы, связанной с проблемой взвешенной интеграции рынка газа в региональные энергетические рынки и созданием условий для эффективного функционирования Единой системы газоснабжения. Это требует проведения рациональной политики ОАО «Газпром» в регионах на основе комплексного решения задач развития и эксплуатации региональных систем газоснабжения в увязке с другими системами энергоснабжения региона.
Комплексная методология обоснования решений по развитию ТЭК и его отраслей на различных уровнях территориальной и временной иерархии сформировалась в период интенсивного развития энергетики в СССР в 1950-е -1970-е годы [10, 56, 4, 55, 124, 95, 44, 5, 32, 149, 171, 166, 151, 147, 64, 168]. Большой вклад в исследование этой проблемы внесли: В.И. Вейц, Л.А. Мелен-тьев, Л.С. Беляев, А.А. Макаров, A.M. Мастепанов, В.В. Бушуев, А.С. Некрасов, А.П. Меренков, А.С. Макарова, Б.Г.Санеев, Ю.Д.Кононов, Л.Д. Криворуц-кий, С.А. Кукель-Краевский, А.А. Бесчинский, Ю.М.Коган, А.Н. Зейлигер, В.В. Ершевич, Д.А. Арзамасцев, Н.И. Дунаевский, Б.М.Якуб, Б.Л. Шифринсон, В.Я. Хасилев, С.А. Чистович, Л.С. Хрилев и многие другие.
Естественно, что эта методология базировалась на принципах централизованной плановой экономики. Новые экономические условия не только не ис-
ключили необходимость комплексного рассмотрения проблем энергоснабжения регионов, но в определенных отношениях сделали его более актуальным.
За 1990-е годы сформировалась достаточно обоснованная комплексная методология разработки государственных энергетических стратегий и программ, позволяющая получать направления развития ТЭК и механизмы их реализации с позиций общегосударственных приоритетов. Первая комплексная проработка перспектив развития энергетики страны до 2010 года была выполнена в 1993-1995 годах. В 1999-2000 годах была разработана энергетическая стратегия России на период до 2020 года [176]. В этот же период было подготовлено несколько межрегиональных энергетических стратегий и программ, в частности, Сибири [177], Дальнего Востока и Забайкалья [112]. В последние годы начали разрабатываться региональные энергетические стратегии и программы [106, 178].
Опыт работы над государственными федеральными, межрегиональными и региональными энергетическими стратегиями и программами показал важность регионального уровня и необходимость более подробной структуризации и детализации рассматриваемых на нем проблем, чем это требуется на федеральном и межрегиональном уровнях. В связи с этим была разработана методика формирования региональных энергетических программ (РЭП) [67], которая с позиций общегосударственных приоритетов определяет направления развития ТЭК регионов и механизмы их реализации.
Следует отметить, что серьезность разработки региональных программ развития энергетики существенно возрастает в связи с наметившимися в экономике страны признаками роста. Важно, чтобы энергетика не стала стать ограничителем в развитии экономики. Отсутствие инвестиций, отставание в проработке и реализации научно обоснованных программ развития отрасли уже приводит к нарастанию социально-экономической напряженности в отдельных регионах. Дальнейший дисбаланс просто социально опасен.
Кроме того, в сферу деятельности региональных энергетических рынков, помимо государства, вовлечено сейчас большое число участников: энергокомпании, потребители, инвесторы, органы государственной власти и местного самоуправления, общественные движения и др. Изменение условий инвестирования привело к изменению приоритетов в хозяйственной деятельности этих субъектов и мотивов их поведения на региональном энергетическом рынке. При этом они имеют различные интересы (прежде всего, экономические), зачастую противоположные.
В таких условиях разработка энергетических стратегий и региональных энергетических программ с позиций не только государственных интересов недостаточна, поэтому методологическая и методическая поддержка необходима, в первую очередь, региональным органам власти, роль и функции которых коренным образом изменились в связи с произошедшей децентрализацией управления экономикой страны.
В свою очередь, крупные энергетические компании, такие как ОАО «Газпром», должны не только принимать участие в формировании и реализации энергетической стратегии России и ее регионов, но и, разрабатывая перспективные прогнозы своего развития, строить оптимальные взаимоотношения с регионами. Без долгосрочной стратегии, охватывающей основные производственные, финансовые и маркетинговые операции, устойчивое развитие компаний не может быть обеспечено.
В настоящее время под руководством автора разработана Концепция региональной энергетической политики ОАО «Газпром», которую можно считать основным документом, определяющим цели и задачи участия компании в решении не только вопросов газификации, но и в целом энергетических проблем регионов РФ.
Осуществление рациональной энергетической политики ОАО «Газпром» в регионах и адекватное современным условиям решение вопросов развития и эксплуатации региональных систем газоснабжения становятся особенно актуальными с учетом того, что в ТЭК страны существуют ценовые и структурные диспропорции, которые должны быть ликвидированы.
«Газовая пауза» в обеспечении страны топливно-энергетическими ресурсами не может и не должна продолжаться бесконечно. Новая региональная политика должна обеспечить эффективное использование природного газа и его оптимальную долю в структуре энергоснабжения потребителей в условиях происходящих в региональных топливно-энергетических балансах структурных изменений. Эти изменения связаны с газификацией регионов и увеличением доли газа в их топливном балансе, сокращением потребления мазута, пересмотром концепций развития атомной энергетики, разработкой локальных га-зоконденсатных и угольных месторождений, обращением к нетрадиционным источникам газа.
Основные положения Концепции и новый подход к разработке Генеральных схем газификации регионов учитывают существующие в газовой промышленности проблемы и опыт реализации предыдущей Программы газификации регионов. Эти положения включают:
переход к экономически обоснованному формированию Программ газификации регионов на основе рациональной структуры их ТЭК;
достижение рациональной доли газа в ТЭК региона с учетом собственных топливно-энергетических ресурсов, финансовых возможностей и платежеспособного спроса на газ;
выбор эффективных направлений использования газа по всей цепочке его транспортировки, распределения и потребления;
вовлечение в региональный энергетический рынок местных и нетрадиционных ресурсов, включая малые месторождения газа, низконапорные запасы газа, метан из угольных и газогидратных пластов;
реконструкцию газового хозяйства на основе новых газосберегающих технологий и оборудования;
введение экономически обоснованных цен на газ, учитывающих его потребительские качества, реальные затраты на производство, инвестиционную составляющую и рентабельность поставки газа потребителям;
разработку организационно-экономических мер, стимулирующих энергосбережение у потребителей газа;
поэтапное создание экономических и правовых условий для развития газораспределительных сетей на коммерческой основе;
приоритетное финансирование из бюджетов газификации районов с большой социальной напряженностью и тяжелыми экологическими условиями.
Как известно, решение перечисленных вопросов, в частности, выбор рациональной структуры энергоресурсов и энергоносителей в регионе, определение эффективных направлений использования газа и т. д. требует комплексного рассмотрения систем энергоснабжения регионов и учета взаимозаменяемости энергоносителей, взаимосвязей систем энергетики, альтернативных направлений использования газа и способов производства тепла и электроэнергии. Методика разработки РЭП, как документа, отражающего государственные интересы в регионе в сфере энергетики, не учитывает ряд факторов, важных для реализации региональной энергетической политики ОАО «Газпром».
В первую очередь, это необходимость более подробного рассмотрения газовой отрасли и принятия конкретных решений по ее развитию. Принимаемые решения должны обеспечить, с одной стороны, коммерческие интересы компании, а с другой, решение социально-экономических задач по повышению надежности газоснабжения потребителей, улучшению общеэкономической и эко-
логической обстановки в регионе и созданию благоприятных условий труда и быта населения.
Кроме того, перемещение акцентов управления с федерального уровня на региональный и местный уровни заставляет ориентироваться на взаимовыгодное сотрудничество компании с субъектами Российской Федерации и на формирование вариантов и принимаемых решений «снизу» с учетом конкретных решений по развитию систем энергоснабжения.
Появился ряд проблем региональной энергетики, требующих специальных исследований и решений. К основным из них следует отнести:
разграничение и конкретизацию целевых установок и функций каждого из трех уровней региональной энергетики: федерального уровня, уровня субъекта РФ (регионального), местного уровня (уровня муниципального энергохозяйства);
рассмотрение критериев территориального и отраслевого развития энергетики, определение условий обеспечения надежного и эффективного функционирования региональных систем и подсистем энергетики;
выявление направлений обеспечения требований со стороны производственной сферы, безопасности отдельного человека, общества и окружающей среды;
исследование механизмов управления развитием энергетики региона (взаимодействия) и механизмов, обеспечивающих надежные государственные гарантии возврата вложенных средств для отечественных и иностранных инвесторов;
разработку методических подходов к прогнозированию, планированию, организации функционирования и мониторинга развития региональной энергетики с учетом требований социально-экономического развития.
Методика разработки программ при формировании региональной энергетической политики ОАО «Газпром» должна предусматривать определение путей совершенствования регионального рынка газа с учетом платежеспособного спроса промышленности и населения на продукцию и услуги ОАО «Газпром». Должны создаваться и при их реализации отрабатываться механизмы возврата привлеченных и собственных средств на развитие региональных систем газоснабжения.
В диссертации разработана методика формирования региональных программ энергоснабжения потребителей (РПЭС) как одного из этапов в схеме принятия решений по управлению энергетикой. По существу это развитие методики формирования РЭП и ее адаптация к учету перечисленных ранее факто-
ров, связанных с более полным учетом региональных и отраслевых аспектов и, в первую очередь, региональных систем газоснабжения.
В работе рассматривается также проблема надежности и безопасности систем и объектов газоснабжения как факторов, учет которых необходим при разработке региональных программ энергоснабжения и решении задач развития систем газоснабжения. В этой области известно большое количество работ, на которых автор базировался при проведении исследований. Основными из них являются работы И.А.Ушакова, Ю.Н. Руденко, М.Б. Чельцова, В.Я. Хасилева, М.Г. Сухарева, Е.Р. Ставровского, Г.Н. Черкесова, В.Г. Китушина, Е.М. Червоного, М.Н. Розанова, А.П. Меренкова, Н.И.Воропая, Л.Д. Криворуцкого, В.В. Бушуева, A.M. Мастепанова, А. Л. Мызина, Г.С. Асланяна, А.И. Гриценко, В.А. Смирнова и др.[83, 116, 170, 46, 81,115, 60, 79, 7, 172,175, 147].
Важной проблемой, возникающей при газификации регионов, является выбор структуры и параметров трубопроводных систем. Исследование этой проблемы имеет довольно длительную историю. Следует отметить работы В.Я. Хасилева, М.Г. Сухарева, Е.Р. Ставровского, А.П. Меренкова, Е.В. Сенновой, В.Р. Чупина, В.Г. Сидлера и др. [65, 141, 60, 59, 76, 114, 121, 139, 166, 74].
В работе представлены методическая и вычислительная базы для проектирования региональных распределительных систем газоснабжения, используемых при разработке схем газификации регионов. Дана общая постановка проблемы. Процедура принятия решений структурирована, разбита на ряд этапов. Выделены трудно формализуемые моменты подготовки решений, связанные с взаимодействием с местными и федеральными властями, инвестиционным процессом, ценами на газ и оборудование, налогами и др. Предлагается широко использовать методы экспертного анализа, прежде всего метод анализа иерархий [118]. Предложены модели, наиболее подходящие для поиска формально оптимальных вариантов при проектировании распределительных систем газоснабжения.
Кроме того, в работе изложены научно-методические разработки автора по решению новых задач развития региональных систем газоснабжения, без которых обоснованное формирование РПЭС в современных условиях невозможно. Это относится, во-первых, к методическим основам проектирования и разработки малых месторождений углеводородов. Во-вторых, это результаты исследований эффективности использования метана метано-угольных месторождений и предложения по их комплексному освоению.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются региональные системы газо- и энергоснабжения потребителей, региональные га-
зораспределительные сети, малые месторождения газа и нефти, метано-угольные месторождения.
Предмет исследования - подходы, принципы и методы формирования и реализации региональных программ газо- и энергоснабжения потребителей, обеспечение надежности газоснабжения, методы оптимизации структуры и параметров региональных газораспределительных сетей, методы проектирования разработки и комплексного освоения метано-угольных месторождений и малых месторождений нефти и газа, реализация указанных методов в конкретных задачах развития и проектирования региональных систем газоснабжения.
Цели диссертации состоят:
в разработке общей методологии обоснования решений по развитию региональных систем газоснабжения, ориентированной на совместное рассмотрение региональных систем топливо- и энергоснабжения, на учет и увязку интересов региона, крупных энергокомпаний и других субъектов регионального энергетического рынка, на детальное исследование проблем развития систем газоснабжения и принятие конкретных решений;
в формировании принципов и механизмов принятия первоочередных решений по развитию региональных систем газоснабжения;
в разработке методов решения основных задач, составляющих проблему развития региональных систем газоснабжения;
в разработке методов обеспечения надежности функционирования единой и региональных систем газоснабжения;
в обосновании конкретных рекомендаций по развитию региональных систем газоснабжения.
Для выполнения поставленных целей необходимо решить следующий комплекс задач:
Разработать методику формирования региональных программ газоснабжения в рамках разработки общей программы энергоснабжения потребителей.
Согласовывать потребности регионов в энергоресурсах и их стремление к энергетической независимости с финансовыми и инвестиционными возможностями.
Рационально использовать местные ресурсы.
Увязывать интересы множества хозяйствующих субъектов, а также интересы региона с интересами федерального уровня.
Осуществлять финансовую оценку решений и разработку механизмов их реализации.
Разработать методы количественной оценки надежности ЕСГ и объектов газоснабжения, наметить пути ее повышения и способы учета требований надежности при решении задач развития региональных систем газоснабжения.
Разработать процедуры подготовки и принятия решений, методическую и вычислительную базы для выбора оптимальной структуры и параметров региональных распределительных систем газоснабжения.
Разработать методические основы проектирования и комплексного освоения малых месторождений углеводородов.
Исследовать возможность комплексного освоения метана угольных пластов при обеспечении экономической эффективности.
Методология исследований опирается на системные исследования в энергетике, системный анализ, теорию надежности, экспертный логический анализ, методы линейного и нелинейного программирования, теорию гидравлических цепей, математическое моделирование и компьютерные технологии.
Научную новизну диссертации составляют следующие положения, выносимые на защиту.
Общая методология обоснования решений по управлению развитием региональных систем газоснабжения в увязке с энергетикой и экономикой региона.
Подходы (принципы, методы, модели) к разработке программ по развитию региональных систем топливо- и энергоснабжения, включая газоснабжение.
Методика формирования вариантов и схема увязки решений, ориентированные на использование детализации информации о потребителях и взаимодействие специалистов по различным системам энергоснабжения.
Методические подходы к формированию комплекса мероприятий по обеспечению надежности функционирования систем газоснабжения и бесперебойного снабжения потребителей.
Научно-методическая база для принятия решений по развитию региональных распределительных систем газоснабжения, выбора их оптимальной структуры и параметров.
Методические основы принятия решений по комплексному освоению малых месторождений углеводородов и проектированию их разработки.
Методические основы коммерческого использования метана угольных пластов в системе энергоснабжения региона.
Практические результаты исследований: рекомендации по развитию региональных систем газоснабжения; мероприятия по обеспечению надежности объектов единой системы газоснабжения:
Генеральные схемы газоснабжения и газификации в 7 регионах России, в том числе в Орловской, Астраханской и Томской областях. Аналогичные работы ведутся еще в 27 регионах РФ.
Технико-экономическая оценка направлений развития топливно-энергетического комплекса Томской области на перспективу. Аналогичные работы по обоснованию энергетической стратегии регионов до 2020г. проводятся еще в 8 регионах.
Технические решения и рекомендации по повышению надежности систем трансконтинентальных газопроводов от месторождений Надым — Пуртазовского региона и Ямала в Европейскую часть России, Западную Сибирь, Центральную и Западную Европу, включая Уренгой - Ужгород, Ямбург - Западная граница СССР, Уренгой - Центр, Ямбург - Тула.
Предложения по разработке малых газовых и газоконденсатных месторождений Ростовской области и Ставропольского края
Научно-методические основы промышленного использования метана угольных пластов. Исследования доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.
Практическая ценность результатов работы.
1. Предложенная автором методология позволила обосновать региональную энергетическую политику ОАО «Газпром», суть которой составляют:
- определение рациональной доли газа в структуре топливно-
энергетических балансов регионов РФ;
оценка перспектив развития систем газоснабжения в рамках комплексных исследований по развитию региональных систем энергоснабжения;
выявление мер, повышающих эффективность использования газа, - вовлечение в региональный энергетический рынок местных и нетрадиционных ресурсов;
- определение направлений формирования региональных рынков газа в
увязке с развитием единого энергетического рынка.
Все это позволяет удовлетворить, с одной стороны, коммерческие интересы компании, а с другой, повысить надежность газоснабжения потребителей, улучшить общеэкономическую и экологическую обстановку в регионе и соз-
дать благоприятные условия труда и быта населения. Кроме того, это дает возможность построения долговременной стратегии взаимовыгодных отношений с регионами.
2. На основе многолетних исследований по надежности систем газоснаб
жения, выполненных при активном участии автора, разработаны и утверждены
«Методика расчета надежности магистральных газопроводов» и «Методика
оценки системной надежности магистральных газопроводов», ставшие норма
тивными документами и применявшиеся начиная с проектирования газопрово
да Уренгой - Помары - Ужгород.
Эти работы позволили также получить аргументы против необоснованного увеличения диаметров газопроводов, рабочего давления и единичной мощности магистралей.
Полученные с участием автора рекомендации вошли в проекты трансконтинентальных газопроводов от Оренбургского месторождения, месторождений Надым-Пуртазовского региона и Ямала в Европейскую часть России, Западную Сибирь, Центральную и Западную Европу.
С участием автора были получены рекомендации по обеспечению надежности уникальных объектов: перехода газопроводов через Байдарацкую губу и по дну Черного моря.
Разработанные при участии автора методическая база и аппарат для выбора структуры и параметров распределительных систем газоснабжения являются основным инструментом, используемым при проектировании этих объектов. С их помощью выполнены уже реализованные проекты газоснабжения и газификации более 20 регионов России.
Разработанная под руководством автора концепция адаптивного проектирования и освоения малых месторождений углеводородов содержит: методику инженерного и технико-экономического обоснования, оценки эффективности вовлечения месторождений в разработку и первоочередные меры по их освоению.
Исследования по вовлечению метана угольных пластов в ТЭБ региона доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.
Методические и практические результаты работы были использованы при разработке следующих отраслевых методических документов:
«Концепция региональной энергетической политики ОАО «Газпром»;
«Методика расчета надежности магистральных газопроводов»;
«Методика оценки системной надежности магистральных газопроводов».
Апробация диссертации. Основные положения работы докладывались на международных конференциях, заседаниях Секций научных советов ОФТПЭ РАН, всероссийских (всесоюзных) симпозиумах, конференциях и совещаниях, на технических советах ОАО «Газпром» и Минэнерго РФ, на Ученых советах ОАО «Промгаз».
Публикации. Результаты выполненных в диссертации исследований изложены в13 монографиях (в соавторстве), в академических и отраслевых журналах, в научно-технических сборниках, в материалах симпозиумов, конференций и семинаров.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех частей, включающих двенадцать глав, заключения, списка литературы и 6 приложений. Текст диссертации изложен на 342 страницах, содержит 28 рисунков и 52 таблицы. Библиография содержит 196 наименований.
Во введении на фоне современных проблем газовой отрасли показана актуальность развития региональных систем газоснабжения, которая должно формироваться на базе региональных программ энергоснабжения потребителей с учетом интересов региона, действующих в регионе энергетических компаний и других субъектов энергетического рынка. Сформулированы цели и задачи диссертационной работы, представлены положения, выносимые на защиту, их научная новизна и практическая значимость.
Основное содержание изложено в трех частях.
Часть 1 посвящена методологии формирования, разработки и реализации программ развития региональных систем газо- и энергоснабжения. Переход экономики России к рыночной модели хозяйствования привел к коренному изменению условий функционирования и развития систем топливо- и энергоснабжения страны в целом и ее регионов. Он сделал недостаточным создание региональных энергетических программ с позиций только государственных интересов, выдвинул новые требования к увязке взаимодействия субъектов, оперирующих на формирующихся региональных энергетических рынках, а также к постановке и решению задач развития и функционирования региональных систем газоснабжения.
Состав субъектов рынка
Состав субъектов энергетического рынка формируется в соответствии с сложившейся региональной технологической структурой производства, преобразования, распределения и потребления энергетических ресурсов и энергоносителей.
На стадии производства и переработки энергоресурсов действуют следующие организации: предприятия и организации, осуществляющие добычу (извлечение) топливно-эергетических ресурсов (природный газ, нефть, уголь, местные виды топлива); предприятия по переработке топлив (нефтеперерабатывающие заводы, углеобогатительные фабрики и т.п.).
На стадии транспорта и распределения топливных ресурсов на рынке функционируют: транспортные организации федерального и регионального уровня: железная дорога, автотранспортные предприятия, предприятия трубопроводного транспорта (газ, нефть); организации-перепродавцы, осуществляющие сбыт энергетических ресурсов на оптовых и розничных рынках («Энергосбыт», топливно-сбытовые организации).
Субъекты рынка на стадии производства, транспорта и распределения электрической и тепловой энергии: предприятия, производящие и транспортирующие электроэнергию: региональные энергетические системы (АО-энерго), независимые производители электроэнергии и т.д.; АО-энерго, муниципальные теплоснабжающие организации, муниципальные, промышленные, частные ТЭЦ, котельные и другие источники тепла.
Субъекты рынка на стадии потребления энергоресурсов: потребители топлива (предприятия различной формы собственности, объекты бюджетной сферы, население и др.); потребители тепловой и электрической энергии (предприятия различной формы собственности, объекты бюджетной сферы, жилищно-эксплуатационные управления, жилищные кооперативы и т.п.).
Поскольку экономические взаимоотношения в сфере энергетических рынков регулируются государством, существенное влияние на рынок оказывают следующие органы государственной исполнительной и законодательной власти:1) на федеральном уровне: исполнительная власть в лице Федеральной энергетической комиссии (ФЭК) - посредством регулирования тарифов в сфере естественных монополий: на электроэнергию на ФОРЭМ и цен на отдельные энергоресурсы (природный газ), за пользование электрической сетью РАО «ЕЭС России» и железнодорожных тарифов; законодательная власть - путем нормативного регулирования правил организации рынка энергоресурсов, нормирования состава и ставок налогов и отчислений, действующих на региональном рынке энергоресурсов и др.2) на региональном уровне: исполнительная власть в лице региональной энергетической комиссии - путем регулирования тарифов на электрическую и тепловую энергию в сфере естественных монополий для региональных производителей; законодательная власть - посредством установления норм и условий функционирования регионального рынка энергоресурсов (местные налоги, льготы, стимулирование энергосбережения и пр.).3) на местном (муниципальном) уровне: исполнительная власть (комитеты цен) - путем регулирования тарифов на электрическую и тепловую энергию местных производителей; законодательная власть - посредством установления льгот для местных производителей топлива и энергии и стимулирования энергосбережения.
Следует отметить, что государство не только регулирует рынок энергоресурсов, но часто является и прямым участником рынка - как владелец предприятий, производящих и потребляющих энергоресурсы.
К субъектам отношений на региональном энергетическом рынке следует отнести также существующих и потенциальных инвесторов (в новые энергетические объекты), имеющих собственные интересы и приоритеты.
Наконец, определенное влияние на региональные энергетические рынки оказывают политические и общественные организации и объединения, а также население посредством: участия в органах регулирования (РЭК) и представительных органах власти; формирования общественного мнения через средства массовой информации.
Взаимоотношения субъектов регионального энергетического рынка регулируются законодательством Российской Федерации. В конкурентной сфере регулирующее влияние на рынок энергоресурсов оказывают антимонопольные органы федерального и регионального уровней. В разрешении конфликтных ситуаций между субъектами отношений на региональных энергетических рынках участвуют судебные органы.
В процессе развития региональных энергетических рынков структура перечисленных субъектов отношений качественно (в смысле состава групп субъектов) будет сохраняться, но может изменяться количественно внутри групп в части соотношения значимости конкретных субъектов отношений.
Региональные рынки энергоресурсов тесно связаны с более крупными межрегиональными (федеральными) и внешними (экспорт, импорт) энергетическими рынками.
Между субъектами отношений на региональных энергетических рынках устанавливаются многочисленные взаимосвязи, которые во многом определяют перспективы развития этих рынков и, следовательно, условия энергоснабжения потребителей. К числу важнейших взаимосвязей относятся технологические (материальные и энергетические потоки), финансовые (денежные потоки), имущественные и административные (управленческие).
На Рис. 1.2 в качестве примера показаны основные материальные топливные, энергетические и денежные потоки в сфере электроснабжения региона с учетом специфики работы производителей и потребителей электроэнергии. Отметим, что денежные потоки пока не всегда соответствуют физическим потокам энергоресурсов. Со временем, по мере развития рыночных отношений, это несоответствие должно устраняться. Как видно из рисунка, местные генерирующие организации (АО-энерго, ведомственные и независимые производители электроэнергии) расплачиваются с предприятиями, осуществляющими добычу и транспорт топлива. Кроме того, АО-энерго покупает (продает) электроэнергию на ФОРЭМ с соответствующей оплатой. Региональные АО-энерго, как правило, пользуются системообразующей электрической сетью РАО «ЕЭС России» и отчисляют ему соответствующую плату за сетевые и диспетчерские услуги.
Ведомственные и независимые производители электроэнергии обычно отпускают электроэнергию потребителям (как чужим, так и собственным) через электрические сети региональной энергосистемы и отчисляют АО-энерго соответствующую плату за пользование этой сетью и за диспетчирование.
Основные потребители электроэнергии получают энергию как непосредственно от АО-энерго (по сетям высокого напряжения), так и через посредников (электробытовые организации) с соответствующей оплатой электроэнергии.
Крупные потребители, выведенные на ФОРЭМ, покупают электроэнергию непосредственно на ФОРЭМ, хотя физически получают ее обычно через электрические сети АО-энерго.
Приведенные на Рис. 1.2 связи между участниками регионального электроэнергетического рынка несколько идеализированы. Так, например, топливодобывающие предприятия и предприятия транспорта топлива являются, в свою очередь, потребителями электроэнергии, что не показано на рисунке.
Аналогичные взаимоотношения между предприятиями добычи и транспорта топлива, теплоснабжающими организациями, перепродавцами-посредниками и потребителями действуют и на рынке тепловой энергии (Рис. 1.3). Исключение в силу локального характера рынков тепловой энергии составляет отсутствие внешних связей рынка с соседними регионами.
Состав задач по развитию энергетики региона
Состав задач, решаемых при разработке РПЭС, определяется имеющимися в энергетике региона проблемами и в принципе может быть разным для разных регионов. Тем не менее, основные (базовые) задачи для большинства регионов являются общими. При этом, естественно, выделяются три уровня решения задач: 1) межотраслевой; 2) отраслевой; 3) уровень энергетических компаний.
Основные межотраслевые задачи, решаемые при разработке РПЭС, включают:1. Прогноз потребностей региона, населенных пунктов и крупных потребителей в тепле и электроэнергии, а также в прямом потреблении топлива.
Прогнозирование потребностей региона в различных видах топлива и энергии осуществляется на рассматриваемую перспективу, для чего необходимо иметь прогноз социально-экономического развития региона на эту перспективу и региональную программу энергосбережения.2. Прогнозирование цен и тарифов на топливо и энергию.
В рыночных условиях спрос на энергоносители в решающей мере определяется двумя факторами: 1) ценами на топливо и 2) тарифной политикой, проводимой органами власти различного уровня. Понятно, что на свободном энергетическом рынке спрос, в свою очередь, оказывает непосредственное влияние на цены. Таким образом, решение двух первых задач оказывается тесно связанным.3. Разработка энергосберегающей политики в регионе.
Выполненные в последние годы оценки и реальные проекты показывают,что в различных областях ТЭК имеется большой потенциал энергосбережения и возможно применение уже существующих быстро окупающихся энергосберегающих мер. Это создает благоприятные предпосылки для перехода к последовательной реализации энергосберегающих мер - наиболее эффективному в этих условиях направлению развития энергоснабжения региона. Основными решаемыми в этой сфере вопросами являются:- оценка экономически оправданного потенциала энергосбережения в отраслях экономики региона и масштабов экономически целесообразной реализации этого потенциала в рамках РПЭС;- оценка требуемых для этого материальных, трудовых и финансовых ресурсов и возможностей региона в их изыскании;- выбор приоритетных направлений энергосберегающей политики; - определение реальных объемов сокращения потребления топлива и энергии в регионе благодаря осуществлению энергосберегающих мер;- финансовое обеспечение реализации энергосберегающих мер;- организация управления энергосбережением в регионе.
Реализация энергосберегающей политики является одним из элементов управления энергопотреблением в регионе. Для ее успешного проведения необходимо создание соответствующих организационных структур, основными задачами которых должны быть: разработка и внедрение экономического стимулирования энергосбережения у потребителей независимо от форм собственности; разработка административных мер по побуждению потребителей к экономии топлива и энергии; нормативно-правовое обеспечение реализации энергосберегающих мероприятий.
Состав энергосберегающих мероприятий формируется по отраслям экономики.Результаты решения данной задачи используются при оценке потребностей региона в топливе и энергии (первая задача).4. Обоснование и выбор рациональных направлений и объемов использования в регионе различных видов топлива и энергии, включая разработку стратегии оптимального использования местных природных топливно-энергетических ресурсов.5. Оценка и выбор перспективных направлений развития систем энергоснабжения региона, базирующихся на современных технологиях и оборудовании, учитывающих нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.
Задачи 4 и 5 представляют собой комплексную проблему развития ТЭК региона, которая должна решаться с позиций конкуренции энергоносителей на региональном энергорынке и у потребителей, поскольку в ее основе лежит учет взаимозаменяемости энергоресурсов и энергоносителей, взаимосвязей региональных систем энергоснабжения, альтернативных способов производства тепла и электроэнергии. При этом необходимо:- обеспечить надежное топливо- и энергоснабжение потребителей региона;- определить рациональные объемы развития в регионе существующих и новых топливных баз;- обосновать рациональная структура источников тепловой и электрической энергии (по типам и единичным мощностям) и их размещение по территории; - определить целесообразное количество дополнительной выработки электроэнергии в регионе;- оценить целесообразность и возможные масштабы использования возобновляемых природных энергоресурсов (ВПЭР) региона;- разработать оптимальную региональную политику по ввозу-вывозу энергоресурсов в регион и из региона;- определить целесообразные направления, масштабы и конкретные параметры реконструкции и технического перевооружения предприятий ТЭК региона.6. Обеспечение эффективного и надежного топливоснабжения отдаленныхи изолированных потребителей.
Специфика данной задачи заключается в необходимости детального учета местных особенностей, поскольку отдаленные и изолированные потребители располагаются в местностях с суровыми природно-климатическими условиями, малой плотностью населения, плохой транспортной инфраструктурой, сложными схемами доставки топлива и не имеют связей с региональной электроэнергетической системой. В результате стоимости топлива и электроэнергии, получаемых от небольших дизельных электростанций, в этих районах оказываются высокими.
Из-за увеличения энергетической составляющей производимой продукции функционирование промышленных предприятий также оказывается экономически менее эффективным (более затратным). Однако сохранение таких предприятий, особенно если они являются градообразующими, может оказаться социально необходимым, но для этого может потребоваться экономическая помощь.
Технические вопросы, связанные с энергоснабжением отдаленных и изолированных потребителей, решаются на уровне соответствующих отраслевых систем.7. Обеспечение энергетической безопасности региона.
Решение этой общесистемной задачи требует выбора рационального соотношения мер, ипользуемых для повышения энергетической безопасности региона:- диверсификации энергоснабжения наиболее крупных потребителей и региона в целом, причем, как по энергоносителям, так и по их поставщикам;- резервирования оборудования у основных производителей топлива и энергии, а также транспортных коммуникаций; - запасов топлива и т.п.
Состав технических мероприятий по повышению энергетической безопасности региона формируется на уровне отраслевых систем.8. Обеспечение нормативного качества окружающей среды региона при производстве и использовании ТЭР.
Выбор структуры топливного баланса и размещение в регионе энергетических объектов следует производить с учетом экологических требований и при необходимости предусматривать повышение качества используемых топлив.
Вопросы, связанные с применением конкретных природоохранных технологий на энергетических объектах, решаются на уровне отраслевых систем.9. Разработка рациональной тарифной политики в регионе.
Региональная тарифная политика должна обеспечивать:- устойчивое развитие и функционирование энергетических компаний и топливно-энергетического комплекса региона в целом;- повышение эффективности и устойчивость развития экономики региона;- стимулировать энергосбережение;- стабильное функционирование социальной сферы;- повышение жизненного уровня населения.10. Выработка согласованной политики субъектов регионального энергорынка по развитию ТЭК региона.11. Управление региональным рынком энергоресурсов.
К числу наиболее важных механизмов управления региональным энергорынком со стороны правительства региона следует отнести- проведение эффективной тарифной политики;- выработку согласованной политики субъектов регионального энергорынка по развитию и функционированию ТЭК региона и подписание соответствующих соглашений;- применение экономических рычагов (налоговые льготы, рентные платежи, платежи за пользование недрами, платежи за выбросы); - изменение форм собственности энергетических компаний; - использование антимонопольного законодательства; - принятие нормативно-законодательных актов, относящихся к компетенции региона; - административный протекционизм отдельным участникам энергорынка (посредством проведения закрытых тендеров на поставки энергоносителей, энергетического оборудования и т.п.);
Региональные модели энергоснабжения
Региональные модели энергоснабжения верхнего уровня предназначены для определения рационального топливно-энергетического баланса, учитывающего местные, вторичные и возобновляемые ресурсы, для уточнения схем энергоснабжения выделенных узлов и для распределения энергоносителей по категориям потребителей. Они базируются на агрегированном описании территории региона, систем энергетики, их внутренних и внешних связей. Однако специфика поставленной задачи требует, чтобы такое описание было достаточно подробным. Необходимо выделять не только районы, но и основные города и поселки городского типа, отдельно рассматривать каждую ГРЭС, ТЭЦ и крупную котельную, анализировать тепловые нагрузки по населенным пунктам, оценивать пропускные способности линий электропередачи не только высокого, но и среднего напряжения.
В связи с этим встает вопрос о математической формулировке задачи, типе соответствующей математической модели и ее программной реализации.
По своей сути задача развития энергоснабжения потребителей региона является оптимизационной задачей и может быть сформулирована либо как задача линейного программирования (ЛП), либо как сетевая транспортная задача. Для решения такого типа задач могут быть использованы универсальные пакеты линейной оптимизации, а также пакеты, реализующие сетевые потоковые модели (СПМ). Имеются разработки прикладных пакетов и вычислительных систем, базирующиеся на универсальных пакетах ЛП и СПМ и ориентированные на задачи развития и исследования ТЭК страны и регионов.
Однако при разработке региональных программ энергоснабжения нельзя ограничиться применением только оптимизационных моделей. Это обусловлено тем, что при постановке оптимизационных задач к виду экономического функционала, учитываемых ограничений и других зависимостей предъявляются требования, не всегда приемлемые при решении вопросов развития энергоснабжения регионов.
Необходимость в учете нелинейных технико-экономических зависимостей, в подробном (многоузловом) рассмотрении территории региона, в привязке вводимых энергетических мощностей к населенным пунктам, в учете эффективности использования местных ресурсов и рассмотрении конкретных типоразмеров оборудования заставляет отказаться от формализации задачи в рамках задачи линейного программирования, заменив ее оценочной моделью и активным участием экспертов в процессе решения. Это позволяет создавать реализуемые на практике процедуры увязки и принятия решений.
Модели, базирующиеся на пакетах ЛП и СПМ, при разработке региональных программ энергосбережения, иногда целесообразно использовать для анализа энергетической безопасности региона и определения цен на топливо и энергию по узлам расчетных схем этих систем.
Под руководством автора разработана оценочная модель энергоснабжения региона, являющаяся моделью верхнего уровня в системе моделей. Краткое описание модели дано в следующем разделе, более подробно модель представлена в приложении (см. Приложение 2).
Модель предназначена для построения рационального топливно-энергетического баланса региона с уточнением схем энергоснабжения выделенных узлов и распределением энергоносителей по категориям потребителей. Она базируется на агрегированном описании территории региона, систем энергетики, их внутренних и внешних связей. Однако специфика поставленной задачи требует, чтобы такое описание было достаточно подробным. Необходимо выделять не только районы, но и основные города и поселки городского типа, отдельно рассматривать каждую ГРЭС, ТЭЦ и крупную котельную, анализировать тепловые нагрузки по населенным пунктам, оценивать пропускные способности линий электропередачи не только высокого, но и среднего напряжения.
Электронный аналог модели представляет собой следующую систему взаимосвязанных электронных таблиц, составляемых для выделенных узлов (административных районов и т.п.) по временным интервалам рассматриваемого периода:- динамика потребности в энергоносителях;- динамика балансов и дефицитов электрической и тепловой энергии;- динамика потребности в топливе для действующих источников электрической и тепловой энергии;- варианты покрытия дефицитов электрической и тепловой энергии и их технико-экономические показатели;- расчет экономических и финансовых показателей по вариантам.
Динамика потребности в энергоносителях (см. Приложение 2, табл.1 наРис. П 2.13) отражает для каждого выделенного узла существующее состояние и прогноз по интервалам рассматриваемого периода потребности в электроэнергии (мощности), тепловой энергии, а также в прямом потреблении газа, угля, мазута и прочих энергоносителей. Потребности в электроэнергии и тепловой энергии задаются для энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта и населения. Обязательная потребность в разных видах топлива по району определяется как сумма потребностей в топливе для населения, промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Все показатели, определенные для узлов, суммируются, давая результирующие показатели для субъекта РФ в целом. Временной разрез может быть любым, с любым числом произвольных временных интервалов, на которые он разбивается.
Динамика балансов и дефицитов электрической и тепловой энергии (табл.2 на Рис. П 2.23) показывает по каждому выделенному узлу покрытие существующими объектами энергетики (ТЭЦ, конденсационными и атомными электростанциями, котельными, линиями электропередачи) спроса на электрическую и тепловую энергию, показанного в табл. 1 (Рис. П 2.13). Дефицит электрической и тепловой энергии на рассматриваемую перспективу определяется как разница между спросом, показанным в табл. 1, и выработкой энергии существующими объектами энергетики.
Динамика потребности в топливе для действующих источников электрической и тепловой энергии (табл. 3 на Рис. П 2.25) рассчитывается на основе эксплуатационных данных.
Варианты покрытия дефицитов электрической и тепловой энергии в выделенных узлах (табл. 4 на Рис. П 2.26) формируются на основе специально создаваемой библиотеки вариантов, которая является открытой и может пополняться.
Эта библиотека включает перечень различных объектов энергетики, рассматриваемых в модели как средства покрытия дефицитов энергии. Им в соответствие ставятся технико-экономические характеристики (удельные расходы топлива на выработку электрической и тепловой энергии, продолжительность использования установленной мощности, удельные капвложения, эксплуатационные издержки и др.). Для каждого варианта намечаются новые объекты энергетики, которые в принципе могут быть сооружены в рассматриваемый период времени. Это осуществляется на основе информации, полученной из производственных моделей ГСС, РЭЭС и ТХ и оценок экспертов, представляющих эти отрасли. Число источников по типам и мощностям не ограничено и формируется в процессе работы с моделью.
В результате расчетов для каждого варианта определяются: обязательная потребность в газе, угле и мазуте, заменяемая потребность в газе и угле, необходимые капиталовложения, эксплуатационные издержки, объем производства тепла и электроэнергии. Расчет экономических и финансовых показателей сопоставляемых вариантов (табл. 5 на Рис. П 2.34) производится по данным таблиц указанных ранее с учетом верхних ограничений на поставку топлива в рассматриваемый район извне, а также на объемы добычи местных топлив.
Для выбора окончательного решения разработаны два алгоритма. Особенностью первого из них является то, что для уменьшения числа рассматриваемых вариантов ограничения по топливным и другим ресурсам задаются (фиксируются) на уровне районов. Второй алгоритм использует специально разработанную методику анализа вариантов комбинаторного типа. Это позволяет задавать ограничения по ресурсам только для региона в целом, в рамках формализованных условий исследовать все множество вариантов и получить рациональное распределение энергетических ресурсов по районам региона.
Методика формирования региональной энергетической политики ОАО «Газпром»
Общая схема формирования региональной энергетической политики ОАО «Газпром» включает следующие элементы (Рис. 4.1): формирование приоритетов и целей; обоснование и подготовка средств реализации целей в форме конкретных организационных мер и инвестиционных проектов; разработка механизма реализации, включающего специальную организационную структуру и методы административно-правового, экономического и социально-психологического регулирования.
В процессе формирования энергетической политики наибольшие проблемы связаны с выбором приоритетов и определением целей для отдельных объектов. Приоритетов может быть один или несколько, они характеризуют в агрегированном виде основные направления и отличительные особенности политики энергетического развития на данный период. Приоритеты устанавливаются с учетом основных направлений региональной энергетической политики. Они не должны дублироваться и противоречить друг другу. Приоритеты обычно формулируются с помощью качественных характеристик, в то время как отраслевые цели должны быть не только описаны, но и количественно определены (квантифицированы). С помощью целеполагания приоритеты дезагрегируются и доводятся в формально-количественной интерпретации до различных объектов энергетической политики. Цели являются более гибким элементом региональной энергетической политики, чем приоритеты. Обычно количество целей превосходит число приоритетов. Цели служат базой для разработки конкретных инвестиционных проектов.
Региональная энергетическая политика ОАО «Газпром» может быть долгосрочной, рассчитанной на десятки лет, и краткосрочной, направленной на решение тактических задач. Соответственно различаются по протяженности периоды, на которые разрабатывается политика и реализующие ее программы; кроме того, различен уровень агрегирования целей и стимулирующий инструментарий. Стратегический и тактический аспекты региональной энергетиче ской политики ОАО «Газпром» находятся в иерархической связи; последний следует рассматривать как средство осуществления первого.
В сфере управления энергетикой долгосрочная политика, ориентированная на глубинные изменения, имеет первостепенное значение, если учитывать объективно высокую инерционность ТЭК. Применительно к крупным административно-территориальным и национально-государственным регионам России значение долгосрочной политики возрастает также в связи с расширением их экономической самостоятельности и их независимостью от федеральных органов управления в решении многих энергетических проблем. Поэтому при формировании энергетической политики в таких регионах следует рассматривать временные горизонты не менее 15-20 лет, но с разбивкой их на отдельные этапы.— многоцелевой характер политики, ориентированной на совместное достижение результатов по экономическим, политическим, научно-техническим, социальным и экологическим целям;— охват политикой всех видов энергоресурсов, форм их переработки и использования;— учет потребностей развития и функционирования смежных отраслей народного хозяйства, обеспечивающих энергетику оборудованием, сырьем, материалами, кадрами и т.п. (машиностроение, металлургия, транспорт, подготовка специалистов и др.);— сочетание необходимых для реализации региональной энергетической политики мер в области государственного регулирования, развития науки и техники, структурных сдвигов в экономике;— иерархическое построение программы, реализующей сформированную политику с выделением подпрограмм различного уровня (отраслевых, территориальных, обеспечивающих и т.д.).2. Отражение динамичности процесса развития региональной энергетики,включающее:— охват тактических и стратегических задач с выделением временных рубежей (ближайший период, средне- и долгосрочная перспектива);— учет перспективных изменений, важных для будущего развития энергетики факторов (стоимостные показатели, динамика выявленных запасов топлива, темпы решения важнейших научно-технических задач, спрос на различные виды энергоресурсов и пр.);— корректировку отдельных положений политики в соответствии с фактическим ходом процесса (изменение условий, приоритетности целей и мероприятий).3. Многовариантность в границах зоны неопределенности наиболее вероятных сценариев развития региональной энергетики: неизбежность сценарного подхода к прогнозированию развития энергетики и вариантных расчетов вызвана слабой обусловленностью факторов и условий будущего развития (цены, спрос на энергию, варианты удовлетворения спроса, расширение местного энергетического потенциала, государственное регулирование и т.д.).4. Совершенствование методической базы обосновывающих расчетов, которые в определенной мере способствуют уменьшению неопределенности, присущей перспективному развитию энергетики, а также уменьшают уровень риска. 5. Применение экономико-математических методов и моделей при обосновании основных положений региональной энергетической политики ОАО «Газпром»; возможность разработки моделей определяется тремя предпосылками:- квантифицируемостью большинства факторов и переменных, вводимых в модель;- накоплением большого опыта в области экономико-математического моделирования;- наличием высокоэффективных ЭВМ, позволяющих выполнять человеко-машинные эксперименты, т.е. реализовывать имитационные подходы.
Региональная энергетическая политика ОАО «Газпром», являясь одним из составляющих элементов единой стратегии развития Общества, представляет собой совокупность мероприятий, направленных на построение взаимовыгодных экономических и финансовых отношений между субъектами Российской Федерации и ОАО «Газпром».
При разработке и реализации этих мероприятий необходимо учитывать особенности исторически сложившейся значительной дифференциации уровней социально-экономического и промышленного развития регионов, а также сформировавшиеся фактические различия в статусе регионов и в политическом весе их лидеров.
Региональная энергетическая политика, не подменяя собой другие инструменты реализации общей стратегии развития ОАО «Газпром» (финансовую политику, инвестиционную политику и др.), призвана обеспечить их более полную интеграцию на региональном уровне, сбалансированность интересов ОАО «Газпром» и регионов, координацию работы дочерних обществ ОАО «Газпром» в регионах. При этом основой проведения собственной активной региональной энергетической политики в субъектах Российской Федерации является взаимовыгодное сотрудничество как с органами власти этих субъектов, так и с предприятиями и организациями, расположенными и ведущими хозяйственную деятельность на территории соответствующих регионов.
Одним из определяющих этапов разработки региональной энергетической политики ОАО «Газпром» является подготовка концепции этой политики, в рамках которой - на основе содержательного анализа - формулируются принципы, основные направления и задачи, а также механизм их реализации. Формулирование принципов необходимо для четкой постановки вопроса о путях реализации этой политики и решения возникающих проблем, для уяснения взаимосвязи отдельных ее задач и мероприятий, учета особенностей конкретных регионов (Рис. 4.2).
При этом выбор направлений и постановка задач имеет самый общий характер; конкретизация их содержания осуществляется в ходе разработки комплекса мероприятий с учетом системы приоритетов и видов деятельности ОАО «Газпром» в остальных регионах.
Похожие диссертации на Методология и средства управления развитием региональных систем газоснабжения
