Аспекты прогнозирования электропотребления территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
- Ученая степень
- кандидата экономических наук
- Автор
- Горшков, Дмитрий Олегович
- Место защиты
- Нижний Новгород
- Год
- 2013
- Шифр ВАК РФ
- 08.00.05
Автореферат диссертации по теме "Аспекты прогнозирования электропотребления территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности"
005051182
На правах рукописи
Горшков Дмитрий Олегович
АСПЕКТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-АДМИНИСТРАТИВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ С УЧЕТОМ ЕГО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами - промышленность)
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
4 АПР 2013
Нижний Новгород 2013 г.
005051182
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева»
Научный руководитель:
Официальные оппоненты:
доктор экономических наук, Корнилов Дмитрий Анатольевич
Папков Борис Васильевич
доцент
доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева», профессор кафедры «Электроэнергетика и электроснабжение»
Лебедев Юрий Александрович
кандидат экономических наук, профессор, ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», заведующий кафедрой «Государственного и муниципального управления»
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО государственный университет»
«Санкт-Петербургский политехнический
Защита состоится: «27» марта 2013 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.11 при ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева» по адресу: 603950, г. Н. Новгород, ул. Минина, 24, ауд. 1258.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева».
Автореферат разослан «26» февраля 2013 года. Ученый секретарь
диссертационного совета ДА- Корнилов
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования
Электроэнергетический комплекс является важной структурной составляющей экономики России. Электроэнергия составляет весомую долю в затратах практически всех отраслей экономики. Недостаточность собственной выработки электроэнергии в отдельных регионах и в стране в целом неизбежно приводит к ограничению экономического роста. Поэтому крайне необходимо быть уверенным в том, каким именно образом будет меняться спрос на электроэнергию.
Процесс прогнозирования в электроэнергетике связан с некоторыми особенностями, вызванными спецификой электроэнергии как товара. Это относится к невозможности ее складирования, необходимости учитывать колебания спроса исходя из неравномерности нагрузок, а также одновременности производства и потребления и др.
Современные условия формирования электроэнергетической политики, а также новая энергетическая стратегия развития России до 2030 года определили необходимость пересмотра ряда проблемных вопросов в отношении анализа будущего состояния всего комплекса. В первую очередь это касается проблем оценки состояния электроэнергетического комплекса с учетом влияния энергоэффективности.
На сегодняшний день в литературе имеется достаточное количество информации о процессе прогнозирования электропотребления, однако предложенные методики прогнозирования имеют ряд существенных недостатков. Так, одна из самых распространенных методик, применяемая Министерством Энергетики, Агентством по прогнозированию балансов в электроэнергетике (ЗАО «АПБЭ»), базируется на основе расчета системы укрупненных удельных показателей. Она является хорошим базисом для проведения подобного рода исследований, однако не содержит прямолинейного описания используемого инструментария и не диктует четких правил его последовательного применения, а также имеет закрытый сложный механизм расчетов. Необходимостью также является привязка к особенностям экономики, которая должна учитывать не только математические зависимости, но и реальную конъюнктуру и специализацию данного региона. Важным аспектом (практически во всех известных методиках) является отсутствие возможностей для корректировки процесса прогнозирования через пошаговую переоценку текущих результатов, а также слабый учет энергоэффективности в рамках формирования прогнозной политики. Это связано в первую очередь с тем, что на данный момент отсутствует единое мнение о том, в чем должен быть выражен и посчитан данный эффект. Кроме этого, отсутствует акцент на энергоэффективность как понятие и показатель в контексте электроэнергетического комплекса.
Энергоэффективность является одним из базовых показателей для учета результатов, полученных в процессе применения различных систем по
\ '
улучшению энергосбережения. Однако нельзя выделить характерные черты данного процесса, т.к. он не имеет четко выраженных границ, нет единообразного показателя, характеризующего его величину в разрезе изучения территориально-административных образований и хорошо разработанной методологической и методической базы для его оценки.
Иными словами, отсутствует единый синтетический количественный показатель, который характеризовал бы многокритериальную оценку энергоэффективности региона, исходя из нескольких ключевых показателей с учетом их веса. Важным аспектом является наличие уже имеющихся по сферам деятельности групп показателей, которые могут быть использованы для формирования комплексного показателя двойной свертки исходя из целей и конкретных задач текущего исследования.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена следующими основными факторами:
- недостаточной разработкой теории и практики в определении видов и методов прогнозирования расчета будущего состояния электропотребления территориально-административного образования;
- требованием системного многоуровневого подхода к составлению прогнозов при имеющихся рисках, управляемых и неуправляемых факторах;
- недостатком исследований в отечественной и зарубежной литературе, посвященных оценке прогнозного состояния комплекса территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности.
Проведенные диссертационные исследования соответствуют п. 1.1.23 (Методологические и методические вопросы прогнозирования топливно-энергетического баланса страны, территориально-административного образования) паспорта специальности ВАК РФ.
Степень изученности н научной разработанности проблемы
Проблемы прогнозирования электропотребления и оценки энергоэффективности региона нашли свое отражение в литературе. Теоретическим и практическим аспектам данной тематики посвящено значительное количество публикаций зарубежных и отечественных ученых.
Проблемами прогнозирования (в том числе электропотребления территориально-административных образований) на разных этапах занимались Farahat М.А., Мао Н., Бестужев-Лада И.В., Веселов Ф.В., Гальперова Е.В., Гнатюк В.И., Закарюкин В.П., Исмагилов Т.С., Коган. Ю.М., Кононов Ю.Д., Корнилов Д.А., Ламакин Г.Н., Лесниченко А.Ю., Любимова Е.В., Макаров A.A., Макоклюев Б.И., Науменко Д.О., Поляков Н.Ф., Порохова Н.В., Соломкин A.B., Успенская И.Г., Филиппов С.П., Чучуева И.А., Шумилова Г.П., Юрлов Ф.Ф. и др.
Вопросам оценки энергосбережения и энергоэффективности в электроэнергетике посвящены работы следующих авторов: Башмаков И.А., Бобылев С.Н, Бушуев В.В., Вагин Г.Я., Гатауллина Л.Ф., Ибраева P.M., Кудрин Б.И., Лебедев Ю.А., Летягина E.H., Маркин В.В., Окороков В.Р. Папков Б.В., Соколов Ю.А. и др.
Анализ рассматриваемой проблемы показал, что, несмотря на наличие указанных и иных работ, относящихся к отечественной и зарубежной литературе, в настоящее время имеется необходимость дальнейшего развития принципов и методов прогнозирования потребления электроэнергии. В качестве наиболее характерных задач, относящихся к рассматриваемой проблеме, которые недостаточно проанализированы отечественными и зарубежными авторами, и на которых сделан акцент в диссертации, можно отнести:
- разработка теории и инструментов прогнозирования электропотребления региона;
- разработка методики прогнозирования потребления электроэнергии в регионе на среднесрочную и долгосрочную перспективу;
- формирование принципов и критериев оценки энергоэффективности региона на основе комплексного показателя;
- разработка теории и инструментов прогнозирования электропотребления с учетом потенциала энергоэффективности в рамках оценки перспектив электроэнергетики региона.
Таким образом, анализ зарубежного и отечественного опыта показывает необходимость дальнейшей разработки теории и практики формирования прогнозов электропотребления региона с учетом энергоэффективности. При этом следует учитывать зарубежный опыт и специфику Российской экономики на данном этапе ее развития.
Цель и задачи диссертационной работы
Целью исследования является разработка методологических аспектов и инструментария составления прогнозов электропотребления региона с учетом оценки его энергоэффективности.
В диссертации решались следующие задачи:
1) создание классификации прогнозов с учетом особенностей электроэнергетики России;
2) проведение анализа известных методик прогнозирования электропотребления в России на современном этапе развития;
3) исследование и расширение инструментария прогнозирования электропотребления, включая управляемые и неуправляемые факторы, а также риски и группы заинтересованных лиц;
4) оценка и классификация имеющихся специализированных методов прогнозирования электропотребления;
5) разработка методики прогнозирования электропотребления при существующих ограничениях, оценке горизонта прогнозирования и учете интересов заинтересованных лиц на основе формализованных методов;
6) уточнение понятия «энергоэффективность» в рамках электроэнергетики и обоснование использования комплексного показателя для ее оценки;
7) разработка подхода к оценке энергоэффективности региона на основе комплексного показателя динамики энергоэффективности;
8) формирование методики прогнозирования электропотребления с учетом энергоэффективности региона;
9) применение полученных в диссертации научных результатов при прогнозировании электропотребления на примере Нижегородской области и других территориально-административных образований ПФО, а также определение потенциала их энергоэффективности в рамках электроэнергетики с учетом различных сценариев развития.
Предмет исследования
Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических и практических вопросов, связанных с прогнозом электропотребления и оценкой энергоэффективности региона.
Объект исследования
Объектом исследования является электроэнергетический комплекс территориально-административного образования с учетом его будущего электропотребления в среднесрочной и долгосрочной перспективе при имеющемся потенциале энергоэффективности.
Теоретическая и методологическая база исследования
Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются современные теории в области экономики, материалы и публикации отечественных и зарубежных авторов, посвященные вопросам прогнозирования в сфере электроэнергетики с учетом энергоэффективности. В качестве методической базы исследования использованы математико-статистические, расчетно-аналитические методы, а также теория прогнозирования и подходы к оценке энергоэффективности.
Информационная основа исследования
Информационную основу диссертационного исследования составили: нормативные, законодательные и программные документы Российской Федерации; нормативные, программные и распорядительные документы ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике»; стратегия энергетического развития России до 2030г; статистические материалы Росстата РФ, Нижегородстата; методические источники, отечественная и зарубежная литература, в которой анализируются вопросы прогнозирования электропотребления с учетом энергоэффективности.
Научная новизна диссертационной работы
Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии теоретических и практических аспектов создания прогноза электропотребления территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности.
К числу наиболее существенных результатов, полученных лично автором и обладающих научной новизной, относятся следующие результаты:
1) Расширен основной инструментарий при прогнозировании электропотребления территориально-административных образований. Предложена обновленная классификация прогнозов с указанием, как именно каждый из видов может характеризовать электроэнергетический комплекс.
Кроме имеющихся видов классификации по времени, по результату прогноза, по типу источника информации, по степени достоверности, по цели, по направлению, по группировке показателей, по степени динамичности, по степени воздействия на среду прогнозирования, по степени определенности и в зависимости от уровня предложены новые ветви:
- прогноз по типу рынка,
- прогноз по уровням управления в электроэнергетическом комплексе,
- прогноз по сценариям энергоэффективного развития,
- прогноз по субъектному составу электроэнергетического рынка.
Дополнительно выделены основные риски, управляемые и
неуправляемые факторы, а также группы заинтересованных лиц и их целей при прогнозировании электропотребления.
2) Изучены и представлены основные специализированные методы прогнозирования электропотребления. Дано краткое описание каждого из этих методов с указанием, какими достоинствами и недостатками обладает каждый из них для осуществления прогнозирования электропотребления. Указана специализация этих методов для осуществления процесса прогнозирования, а также выработана система бальных оценок для каждого из методов по следующим основным характеристикам:
- точность прогноза,
- учет отклонений в состоянии системы,
- связь с реальной экономической ситуацией,
- применимость в различных временных рамках.
Предложено, в какие именно группы в общей классификации попадают данные специализированные методы прогнозирования.
3) Определены условия формирования прогнозных значений потребления электроэнергии. На их основе предложена методика прогнозирования электропотребления территориально-административного образования, которая позволяет сделать привязку к особенностям экономики, при этом учитывая не только математические зависимости, но и реальную конъюнктуру и специализацию данного региона.
К достоинствам предложенной методики следует отнести:
а) возможность использования большого количества методов с учетом их применения исходя из существующих ограничений, выбранных заинтересованными лицами;
б) гибкость, дающую возможность корректировать осуществление прогнозной политики. Изменение параметров процесса на каждом уровне анализа позволяет улучшить результаты при получении конечного прогноза.
4) Предложено уточненное понятие «энергоэффективность». Обосновано внедрение комплексной оценки использования энергоресурсов (в рамках электроэнергетики) на основе системы сбалансированных показателей энергоэффективности. Предложена процедура формирования комплексного показателя динамики энергоэффективности. Выявлены положительные стороны использования двойной свертки групп показателей
для определения энергоэффективности территориально-административного образования. Введен расчет оптимизированного индекса динамики энергоэффективности региона.
5) Разработана методика прогнозирования электропотребления региона с учетом потенциала его энергоэффективности. Показано, как может меняться диапазон перспективного потребления исходя их заданной стратегии и уровня достижения конечного результата.
Применение предлагаемой методики позволит осуществить оценку прогнозного состояния электропотребления территориально-административного образования, приняв во внимание имеющийся потенциал энергоэффективности, рассчитанный на основе различных сценариев.
6) Осуществлена апробация научных результатов, полученных в диссертации при оценке прогнозируемого потребления электроэнергии административно-территориальных образований с учетом потенциала их энергоэффективности. Произведены расчеты для регионов ПФО. Дана оценка развития Нижегородской области на среднесрочную перспективу.
Практическая значимость диссертационной работы
Результаты диссертационной работы могут быть использованы при определении прогнозного состояния электропотребления регионов на среднесрочную и долгосрочную перспективу административными органами электроэнергетического комплекса, включая Минэнерго, ОАО «СО ЕЭС» (включая отдельные РДУ) и другими организациями, занимающимися разработкой прогнозных балансов, таких как ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике», Институт народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук и др.
Кроме этого, результаты исследований также могут быть использованы при разработке государственных и региональных программ развития электроэнергетики, а также применены в учебном процессе на экономических факультетах высших учебных заведений.
Апробация исследований
Основные положения диссертационной работы докладывались на: XIV, XV Нижегородской сессии молодых ученых (г. Н. Новгород, 2009, 2010 гг.), Международной научно-практической конференции «Подготовка специалистов на технологических факультетах педагогических вузов» (г. Н. Новгород, НГПУ, 2009 г.), X, XI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2011, 2012 гг.), Всероссийской молодежной конференции «Инноватика в экономике, менеджменте и подготовке кадров», Молодежной конференции «Актуальные вопросы экономики, менеджмента и образования» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2011 г.), V, VI, VII региональной научно-практической студенческой конференции «Российский студент -гражданин, личность, исследователь» (г. Н. Новгород, 2010, 2011, 2012 гг.), Всероссийской молодежной конференции «Актуальные вопросы экономики, менеджмента и образования» (г. Н. Новгород, НГТУ, 2012 г.).
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях кафедры «Экономика и предпринимательство» Нижегородского Государственного Технического Университета им. P.E. Алексеева.
По теме диссертации опубликовано 18 научных работ общим объемом 2,5 п.л. (авторский вклад 2,0 п.л.), три работы представлены в журналах, входящих в перечень, рекомендуемый ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертационной работы
Структура диссертационной работы определена целью и задачами исследования. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы, глоссария и приложений.
2 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, рассматривается степень изученности и научной разработанности проблемы, определяются цель и задачи диссертационной работы, выявляются предмет и объект исследования, определяются научная новизна и практическая значимость полученных в диссертации результатов.
Первая глава посвящена анализу известных методов и методик прогнозирования электропотребления, а также формированию и оценке особенностей энергоэффективности в РФ.
В первом разделе главы описана актуальность составления прогнозов в электроэнергетическом комплексе с учетом энергоэффективности на современном этапе развития России.
Во втором разделе описана теоретическая часть имеющейся методологии об энергоэффективности в рамках электроэнергетики.
В третьем разделе даны существующие методики и методы прогнозирования электропотребления в разрезе территориально-административных образований.
В четвертом разделе описывается зарубежный опыт прогнозирования электропотребления региона.
Во второй главе рассматривается проблема формирования методики электропотребления и оценки энергоэффективности региона.
В первом разделе дана классификация прогнозов в электроэнергетике.
Во втором разделе представлены специальные методы прогнозирования электропотребления и даны их оценки.
В третьем разделе приводится методика прогнозирования электропотребления региона.
Четвертый раздел посвящен формированию комплексного показателя оценки энергоэффективности.
В пятом разделе формулируется подход к оценке электропотребления региона с учетом потенциала его энергоэффективности.
Третья глава посвящена применению полученных результатов при прогнозировании электропотребления с учетом энергоэффективности.
9
В первом разделе приводится расчет комплексного показателя энергоэффективности для оценки и ранжирования регионов ПФО.
Во втором разделе даны результаты прогнозирования потребления электроэнергии Нижегородской области специализированными методами.
В третьем разделе предложен прогноз электропотребления по Нижегородской области с учетом потенциала его энергоэффективности.
В четвертом разделе рассмотрены перспективы Нижегородской области в рамках развития электроэнергетического комплекса.
В заключении сформулированы выводы о достигнутых целях. Также дана оценка состояния электроэнергетики Нижегородской области.
3 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
3.1 Расширен основной инструментарий при прогнозировании электропотребления территориально-административных образований. Предложена расширенная классификация прогнозов электропотребления.
При группировке и структурировании возможных типов прогнозирования предложено комплексно учитывать индивидуальные особенности каждого из прогнозов, а именно:
• типы рисков,
• контролируемые и неконтролируемые факторы,
• группы заинтересованных лиц.
При изучении факторов, влияющих на прогноз электропотребления, были выделены следующие основные типы рисков (таблица 1).
Таблица 1 - Риски при создании прогноза электропотребления
№ Риск Влияние на прогноз Вероятность наступления Период прогноза
1 Неправильная оценка потребности в заявках высокое высокая краткоср.
2 Климатические отклонения высокое высокая краткоср.
3 Аварийность и износ высокое умеренная краткоср.
4 Неактуальность прогноза умеренное умеренная среднеср.
5 Рост неуправляемых факторов зависит от фактора низкая среднеср. или долгоср.
6 Неучет других факторов низкое низкая долгоср.
7 Неточность модели прогноза высокое высокая любой
При создании прогнозов любого социально-экономического процесса одной и важнейших задач является отбор наиболее существенных факторов (контролируемых и неконтролируемых), которые оказывают косвенное или прямое влияние на процесс прогнозирования.
Были раскрыты следующие контролируемые и неконтролируемые факторы при прогнозировании электропотребления (таблица 2):
Таблица 2 - Факторы при прогнозировании электропотребления
Контролируемые факторы Неконтролируемые факторы
1) технология производства электроэнергии, 2) объем выработки электроэнергии, 3) технологические ограничения (пропускная способность и др.), 4) капитальные вложения, 5) фактор времени (сезонная или дневная структура потребления), 6) целевой объем прибыли, 7) целевая стратегия выхода на другие рынки и маркетинга, 8) надежность энергообеспечения. 1) климатические условия, 2) природные факторы, 3) экономическая обстановка, 4) рост цен на первичные энергоресурсы, 5) аварийность и износ, 6) инновационные разработки, 7) особенности политики и изменение законодательства, 8) состав и характеристики потребителей, 9) неточность стат. данных.
Предложены следующие группы заинтересованных лиц (рисунок 1):
По отношению к прогнозу
Непосредственное Опосредованное Не участвует в
участие в прогнозе участие в прогнозе процессе прогнозир-я
• Минэнерго 1 Ь,2,4,6Ь •Минэконом 1Ь,3,4 •ФАС РФ 6а
• СО ЦЦУ ЕЭС 1аЬ,2,6Ь развития
• ЗАО «АПБЭ» 1а,3,4,7 •Энергетические 1Ь,2,3,6Ь
о о. •ОАО«АТС»и 1а,6а комиссии
* а ОАО «ЦФР» •ФСТ 1Ь
г • ФСК 1Ь,2,6Ь •ИНП РАН 1а,4,7
• ГУИЭС 1Ь,2,4 •ИНЭИ РАН 1а,4,7
• НП Совет 2,6а • МЭА, РЭА 1а, 4
рынка •ЦЭНЭФ ),4
•Региональное 1Ь,2,4,6Ь •Энергетические 1Ь,2,3,6Ь •ФАС РФ 6а
энергетическое комиссии •Региональные 1Ь,2,4,6Ь
О М министерство* •ФСТ 1Ь руководители
г •ОДУиРДУ 1аЬ,2,6Ь •ИСЭМ СО РАН 1а,4,7
• МРСК 1Ь,2,6Ь •Отдельные 4,7
• ЗАО «АПБЭ» 1а,3,4,7 научные группы
• Генерирующие 1аЬ,2,6Ь •Энергетические 1Ь,2,3.6Ь •Руководители 2,4,6Ь
о компании (ОГК, комиссии отдельных
а ¡е ТГК, АЭС, и др.) •Энергетики 1аЬ,2,6Ь служб
г • Гарантир. 1а предприятий •Инвесторы 5
поставщики •Частные 4,5,7 •Руководители 4,5
• Потребители [а исследователи предприятий
Рисунок 1 - Заинтересованные лица при прогнозировании электропотребления с указанием потенциальных групп целей
* - В разных субъектах РФ министерство носит разное название. В Нижегородской области оно называется «Министерство ЖКХ и ТЭК». На рисунке 1 цифрами обозначены группы целей:
1) Оценка перспективного состояния, в том числе а) на предмет будущего электропотребления; Ь) на предмет текущего использования системы, а также развития мощностей и инфраструктуры.
2) Поддержание надежности и устойчивости энергосистемы.
3) Анализ энергоэффективности объекта (в том числе на основе прогнозов за счет декомпозиции ЕТЭБ).
4) Сценарный анализ развития исследуемого объекта.
5) Инвестирование.
6) Контроль, в том числе а) за субъектами рынка электроэнергетики; Ь) за функционированием системы и ее отдельных механизмов.
7) Научные цели (исследование методологии прогнозирования). Исходя из существующих особенностей электроэнергетического
комплекса, можно сделать вывод о существующих видах прогнозов:
Таблица 3 - Классификация прогнозов в электроэнергетике
По субъектному составу* По группировке показателей По уровням управления в э/э*
прогнозы сетевых компаний отдельных показателей прогноз сегмента потребления
комплексно
прогнозы потребителей (кроме населения) По типу рынка* прогноз сегмента распределения и передачи электроэнергии
рынок торговли электроэнергией
прогнозы генерирующих компаний рынок услуг инфраструктуры
рынок производных финансовых инструментов прогноз сегмента генерации
прогнозы сбытовых компаний
прогноз сегмента учета
По времени** По направлению прогноз сегмента стратегического развития
внутридневные ретроспективный
суточные прогноз в будущее
краткосрочные По динамичности По цели
среднесрочные статические целевой прогноз
долгосрочные динамические поисковый прогноз
По степени определенности В зависимости от уровня По потенциальному результату прогноза
детерминированные макропрогнозирование умеренные
стохастические мезопрогнозирование оптимистические
при неопределенности микропрогнозирование пессимистические
По типу источника информации По степени достоверности По сценариям энергоэфф. развития*
накопленный опыт высокая достоверность инновационный прогноз
статистические средняя достоверность инерционный прогноз
моделирование низкая достоверность базовый прогноз
* / ** - новая / расширенная ветвь классификации.
Все пункты классификации в диссертационном исследовании дополнены пояснениями в разрезе их использования в рамках прогнозирования электропотребления.
3.2 Изучены и представлены основные специализированные методы прогнозирования электропотребления.
На основе анализа существующих методов прогнозирования выделены те, которые могут быть использованы для оценки электропотребления территориально-административного образования (таблица 4).
Таблица 4 - Специализированные методы прогнозирования
Метод Точность прогноза Учитывает отклонения в состоянии системы Связь с реальной экономической ситуацией Горизонт прогнозирования
Соотнесение с ВВП (ВРП) умеренная частично высокая среднеср.
С учетом сезонности умеренная слабо низкая краткоср.
Имитационное моделирование высокая частично умеренная любой
Тренды низкая слабо низкая среднеср. и долгоср.
Экспертный умеренная частично умеренная любой
Корреляц,-регрессионный умеренная слабо низкая среднеср.
Нейронные сети высокая частично низкая краткоср.
Техноцено-логический умеренная частично низкая любой
К личному вкладу автора относится раскрытие специализации каждого из методов, а также систематизация существующих достоинств и недостатков (перечислены в диссертации). Для каждого из методов предложены основные параметры и их экспертные оценки, которые зависят от предпочтений заинтересованных лиц и используются в дальнейшем при выборе нужного метода прогнозирования исходя из целевой стратегии.
3.3 Предложена методика прогнозирования электропотребления территориально-административного образования.
Разработана методика прогнозирования электропотребления на основе группы формализованных методов, позволяющая получить необходимый результат исходя из существующей стратегии и требований заинтересованных лиц. Методика представлена графически на рисунке 2:
Выбор горизонта прогнозирования
> мин 1 неделя^
1 год
¡Метфы краткоср.
; прогрозиров ан ия
5 лет
Методы среднеср. прогнозирования
—у-
10+лет
Методы долгоср. прогнозирования
Ранжирование ограничений
Выбор метода(ов) прогнозирования
Оценка региональных особенностей
Корректировка
Ж
Оценка результата прогнозирования
-Точность прогноза
- Учет наступления рисковых событий
- Связь с экономикой
- Ширина временных рамок в заданном диапазоне
-РДР-
ниже заданной
Рисунок 2 - Последовательность действий при прогнозировании электропотребления региона
Методика заключается в выполнении следующих стадий:
1) Определение группы заинтересованных лиц (см. рисунок 1).
2) Уточнение целей, задач и необходимой точности прогнозирования.
Ц={ЦМ = 1Л О)
Например, расчет электропотребления региона в среднесрочной перспективе на предмет целесообразности инвестирования в новые мощности.
3) Выбор горизонта прогнозирования.
Т={ТП}, п=1Л?, (2)
где N выбирается из следующих типов: внутридневной, суточный, краткосрочный, среднесрочный или долгосрочный.
4) Отбор методов, попадающих в необходимый временной отрезок.
5) Ранжирование ограничений заинтересованными лицами или экспертами для выбора метода (группы методов) прогнозирования.
М={МХ}, О)
где X - имеющиеся ограничения.
В число таковых могут входить ограничения из таблицы 4 (точность прогноза и т.д.), а также любые другие ограничения (например, возможность учета энергоэффективности методом).
6) Создание прогноза на основе выбранного метода(ов) Пм (Т, Ц).
7) Корректировка прогноза исходя из региональных особенностей. С помощью корректирующих коэффициентов может быть произведен учет динамики внедрения энергосберегающих технологий или темпы роста ключевых промышленных предприятий.
8) Осуществление оценки результатов прогнозирования. Проверка базируется на расчете ошибок (МАРЕ или МАЕ). Дополнительно строится доверительный интервал.
9) При необходимости рекомендуется вернуться на несколько шагов назад для переоценки и повторной корректировки условий прогнозирования.
10) Осуществление управленческих решений. Они напрямую зависят от целей исследования. В приведенном выше примере решением может стать, например, отказ от текущего инвестирования в новые мощности.
Выявлено, что применение данной методики в рамках прогнозирования электропотребления территориально-административного образования позволяет учитывать не только математические зависимости исходных моделей, но и создает привязку к особенностям экономики, базируясь на реальной конъюнктуре и специализации исследуемого объекта.
3.4 Предложено уточненное понятие «энергоэффективность». Обосновано внедрение комплексной оценки использования энергоресурсов (в рамках электроэнергетики) на основе системы сбалансированных показателей энергоэффективности. Введена формула расчета индекса динамики энергоэффективности.
Установлены характерные особенности энергоэффективности:
• актуальность на всех стадиях жизненного цикла объекта;
• исследуемый объект не может быть на 100% энергоэффективным в силу большого числа и разнородности подходов приведения этого объекта в подобное состояние;
• малая вероятность точной оценки из-за большого числа заинтересованных лиц и многокритериальности;
• каждому объекта свойственны свои критерии энергоэффективности.
На основании вышеперечисленных особенностей введено следующее
определение данного понятия:
Энергоэффективность - показатель рациональности использования энергоресурсов, отражающий эффект полезности применения этих ресурсов объектом исследования с учетом заданных критериев заинтересованных лиц и влияния внешней среды.
В силу многокритериальности оценки энергоэффективности предлагается агрегирование системы сбалансированных единичных показателей в комплексный показатель. Важно отметить, что показатели должны иметь точно определенное место в этой системе, должен быть учтен
15
их общий баланс и взаимовлияние друг на друга. В рамках исследования было выяснено, что целесообразнее проводить расчет не абсолютного показателя, а его динамики, что сможет избавить оценку от несовместимости различных единичных показателей и устранить их несоразмерность.
Расчет комплексного показателя динамики энергоэффективности производится по следующей формуле:
К„ = Уа (4)
fei kniü-D где K;j - комплексный показатель региона i за год j, п - номер единичного показателя, n = 1, N,
а„ — весовой коэффициент единичного показателя с номером п, рассчитанный по формуле Фишборна или любой другой методике,
ку - единичный показатель энергоэффективности года j региона i. В работе доказана возможность использования двойной свертки, что позволит использовать уже готовые группы единичных показателей для формирования комплексного показателя динамики энергоэффективности.
Раскрыты следующие достоинства комплексного показателя динамики энергоэффективности:
• агрегирование показателей, что вызывает удобство при сравнении и ранжировании имеющихся альтернатив,
• многокритериальное» - возможность включить несколько характеристик объекта исследования, что крайне важно в электроэнергетике из-за большого числа факторов оценки,
• возможность экспертно (или на основе предпочтений заинтересованных лиц) управлять весами выбранных характеристик в сумме комплексного показателя,
• возможность учета мнения заинтересованных сторон через варьирование набора единичных показателей,
• устранение разнонаправленности показателей
К сожалению, даже самый оптимально подобранный набор единичных показателей для оценки энергоэффективности не будет соблюдать интересы разных заинтересованных сторон, что понижает адекватность общей оценки и затрудняет принятие конечных управленческих решений.
Рассчитав предложенный показатель в рамках исследования энергоэффективности региона, можно составить последовательность вида: R4^R5m2^R3^Rl^R6, (5)
где R[x] - регион с индексом X, ^ - знак предпочтения (одного объекта над другим). Допустим, целью исследования является выбор регионов (в пределах энергозоны), на базе которых возможно построение промышленного кластера. Тогда такая последовательность может означать, что регион 4 и регион 5 являются приоритетными при решении подобной задачи.
Иэч =
(6)
Доказана перспективность внедрения оптимизированного индекса и шкалы энергоэффективности при сравнении одного региона с другим. Масштабирование шкалы индекса энергоэффективности открывает широкие возможности для дальнейшего сравнения, группировки, кластерного и других видов анализа в рамках создания прогноза. Оптимизированный индекс динамики энергоэффективности территориально-административного образования рассчитывается следующим образом: 100 * (5 + К!;)
в*(6-К„) '
где Иэу- индекс энергоэффективности региона 1 за год ^
5 - коэффициент масштабирования, 6 > К„ (рекомендованное значение при малой выборке > 7, при средней - от 3 до 6, при большой - от 1,5 до 2),
Ку - расчетный комплексный показатель энергоэффективности.
3.5 Разработана методика прогнозирования электропотребления региона с учетом потенциала его энергоэффективности.
1) Определяем круг заинтересованных лиц и стратегию, отвечающую существующим требованиям этих субъектов.
2) Далее производим расчет прогноза потребления известными методами прогнозирования.
3) Выбираем базовый год - год, относительно которого будут считаться изменения электроемкости, уровни электропотребления и ВРП.
4) На четвертом этапе производим расчет электроемкости ВРП исходя из принятой стратегии развития. Методики для расчета энергоэффективности по двум разным источникам целевой установки представлены в таблице 5.
Движение Источник целевой установки
Энер. стратегия России на период до 2030 года Региональная программа развития энергетики
Равномерное, уровень 100% По 1,6% каждый год' По п% каждый год (как и по стратегий РФ до 2030)
Угасающее, уровень 100% От 5% в первый год до 0,1% в последние годы От п% с дальнейшим уменьшением динамики
Отстающее, -1Г\т *** уровень 70% По 1,12% каждый год при равномерном движении С учетом региональных особенностей
Разнонаправленное
все
* - к 2030 году необходимо сократить уровень электроемкости 40% по отношению к 2005 году.
** - значительно проще достичь первых результатов, далее -сложнее оптимизировать процесс сокращения энерго- и электроемкости.
*** - исходя из ожидания по фундаментальным факторам.
**** - заметно при технологических прорывах или сильном замедлении экономического роста. Характерно для нестабильной экономики.
5) Исходя из того, какую стратегию мы выбрали, можно выстроить «идеальный запланированный» уровень дальнейшей динамики электроемкости. Будем считать это зоной потенциала энергоэффективности.
6) На следующем этапе необходимо посчитать прогнозное значение уровня ВРП интересующего региона до того года, до которого необходимо спрогнозировать потребление электроэнергии.
7) Далее, исходя из того, что электроемкость ВРП рассчитывается следующим образом:
Эп»
Эец= '' . (7)
ВШ^баз)
где Эе„ - электроемкость ВРП региона 1 в год
Эпу - его электропотребление,
ВРПу(баз) - значение ВРП региона 1 в ценах базового года,
преобразуем данную формулу для расчета значения электропотребления на год прогноза. Тогда при сравнении расчетной величины и исходного прогноза возникает диапазон между уровнями потребления, который характеризует потенциал энергоэффективности для исследуемого территориально-административного образования.
8) На последнем этапе осуществляется обработка и анализ полученных данных, проходит корректировка курса реализации мероприятий, направленных на сокращение электроемкости ВРП и делаются окончательные выводы о перспективах комплекса в целом в разрезе изучаемого территориально-административного образования.
К личному вкладу стоит отнести следующие выделенные возможности при оценке полученных данных. Они могут быть использованы:
1) Для оценки эффективности работы целевых программ повышения энергетической эффективности регионального и федерального уровней.
2) Для оценки потребности выработки новой электроэнергии или анализа того, насколько имеющиеся мощности смогут обеспечить потенциал роста промышленности в регионе.
3) Для реализации инвестиционной деятельности в регионе.
4) Для формирования промышленных кластеров (в рамках энергозоны) на базе регионов с высокими показателями энергоэффективности.
3.6 Осуществлена апробация научных результатов, полученных в диссертации при оценке прогнозируемого потребления электроэнергии административно-территориальных образований с учетом потенциала их энергоэффективности на среднесрочную перспективу.
Расчет комплексного показателя динамики энергоэффекгивности и его оптимизированного индекса (таблица 8) был произведен на основе динамики трех показателей: электроемкость ВРП (Эе Врп). энергообеспеченность (Эобесп) и электропотребление на душу населения (Э„л) за последние несколько лет. Дополнительно был учтен вид стратегии и вес показателей, рассчитанный различными методами (таблица 6).
Таблица 6 - Вес показателей для трех стратегий, рассчитанный разными методами _ ___
Стратегии Метод расчета веса показателей
Фишборн (Ф) Экспертный (Э) Равный (Р)
Эе ВРП Эобесп эп/1 ЭеВРП Эобесп Э„/1 все показ-ли
Инновационная 0,50 0,33 0,17 0,6 0,2 0,2 0,3333
Роста 0,33 0,50 0,17 0,2 0,6 0,2
Инерционная 0,17 0,33 0,50 0,2 0,2 0,6
Расчет данных показателей производится по следующим формулам: ЭеВрп= Эп/ВРП, (8)
Эобесп = Эвыр / Эп, (9)
Э„/1 = Эп / числ., (10)
где Эп - потребление электроэнергии, Эвыр - выработка электроэнергии, числ. - численность региона.
Выбор именно этих показателей обусловлен тем, что каждый из них является ярким представителем одной из сфер: электроемкость ВРП отражает общее состояние экономики, энергообеспеченность показывает насколько собственная выработка «закрывает» региональные потребности в электроэнергии, что, в конечном счете, поддерживает промышленность и обеспечивает возможность роста, а электропотребление на душу населения формирует социальный аспект в комплексной оценке. Расчет этих показателей приведен в таблице 7.
Таблица 7 - ЭеВРП, Э^, и Эп/1 за 2008, 2009, 2010 гг по регионам ПФО
Регион Эе „рП, кВт*ч/10000р Эобесп, кВт*ч/кВт*ч Эп/1, тыс.кВт*ч/чел
40 ч09 *08 40 Ю9 "08 МО *09 ч08
Респ.Башкортостан 318 364 333 1,04 0,95 1,00 5,92 5,77 6,08
Респ.Марий Эл 376 396 483 0,38 0,40 0,40 4,45 3,91 4,56
Респ.Мордовия 292 316 265 0,44 0,45 0,60 3,65 3,51 2,99
Респ.Татарстан 255 279 286 0,96 0,91 0,93 6,76 6,52 7,00
Удмуртская Респ. 322 360 358 0,35 0,37 0,37 5,60 5,43 5,72
Чувашская Респ. 331 360 346 0,97 0,94 0,96 4,03 4,01 4,29
Пермский край 363 470 540 1,30 1,14 0,98 8,68 9,62 12,4
Кировская обл. 436 480 488 0,60 0,69 0,64 5,40 5,19 5,50
Нижегородская обл. 329 362 364 0,47 0,54 0,51 6,43 5,97 6,47
Оренбургская обл. 354 372 379 1,12 0,96 1,03 7,92 7,58 8,01
Пензенская обл. 275 282 301 0,34 0,37 0,41 3,14 3,07 3,21
Самарская обл. 331 383 333 0,95 1,07 1,09 7,14 6,90 7,25
Саратовская обл. 349 386 414 3,26 3,35 3,22 5,12 5,00 5,28
Ульяновская обл. 336 403 428 0,55 0,52 0,51 4,54 4,76 4,99
Таблица 8 - Коэффициент динамики энергоэффективности регионов ПФО с «условным форматированием» за 2009,2010 гг по разным стратегиям и методикам определения весов показателей
.Ys Регион ПФО Стратегии
Инновационная Роста Инерционная Любая
Ф э Ф Э Ф Э Р
09 10 09 10 09 10 09 10 09 10 09 10 09 10
1 Респ.Башкортостан 00,945 ф 1093 О 0,944 Ф 1,090 <1 0,951 ф 1,089 ф 0,960 Ф 1,082 ф 0,992 ф 1,042 Ф 1,002 ф 1,030 ф 0,968 Ф 1,067
2 Реш.Марий Эл Ф 1,108 (I 0,986 • 1,133 ф 0,993 Ф 1,075 3 0,969 Ф 1,054 Ф 0,952 Ф 1,095 (3 0,923 • 1,118 0 0,918 Ф 1,101 ф 0,954
3 Респ.МордоЕия О 0,793 С» 1,023 О 0,801 ф 1,032 О 0,784 3 1,006 О 0,779 Ф 0,993 О 0,798 ф 0,985 О 0,807 ф 0,986 О 0,796 Ф 1,004
4 Реш.Татарстан О 1,016 О 1,055 (1 1,024 Ф 1,056 ф 1,008 ф 1,049 Ф 1,004 ф 1,042 Ф 1,031 ф 1,014 Ф 1,041 ф 1,006 3 1,023 ф 1,035
5 Удмуртская Респ. (11,008 ф 1,030 3 1,008 Ф 1,047 ф 1,009 ф 1,003 ф 1,012 Ф 0.9S3 Ф 1,027 3 0,984 ф 1,031 3 0,992 3 1,017 ф 1,007
6 Чувашская Респ- ф 0,987 4 1,049 (1 0,987 Ф 1,053 3 0,991 ф 1,040 Ф 0.997 Ф 1,032 Ф 1,021 3 1,020 Ф 1,028 Ф 1,019 3 1,004 Ф 1,035
7 Пермошй край • 1,155 • 1,177 • 1.155 • 1,184 • 1,160 • 1,163 • 1,166 • 1,150 • 1,187 • 1,134 • 1,193 • 1,132 • 1,171 • 1,155
8 Кировская обл. ф 1,046 (1 0,995 V 1,039 Ф 1,021 Ф 1,057 3 0,958 ф 1,065 (3 0,932 ф 1,060 3 0,951 Ф 1,055 Ф 0,967 Ф 1,053 ф 0,973
9 Нижегородская обл. 9 1,032 О 0,990 Ф 1,029 3 1,013 ф 1,040 ф 0,954 Ф 1,047 0 0,92 7 Ф 1,057 0 0,934 Ф 1,058 ф 0,946 ф 1,044 Ф 0,962
10 Оренбургская оби. О 0,996 Ф 1,070 ф 1,009 9 1,052 Ф 0,981 ф 1,089 ф 0,974 ф 1,098 ф 1,008 ф 1,039 Ф 1,023 Ф 1,015 ф 1,002 Ф 1,055
11 Пензенская обл. 3 1,008 Ф 0,983 ф 1,027 ф 0,995 3 0,983 Ф 0,966 3 0,968 3 0,95 S Ф 1,002 ф 0,967 Ф 1,019 Ф 0,976 Ф 1,005 ф 0,975
12 Самфская обл. Э 0.92S О 1,026 (3 0,917 1,053 3 0,951 ф 0,985 3 0,971 3 0,954 Ф 0,994 ф 0,969 Ф 0,996 Ф 0,985 ф 0,961 Ф 0,997
13 Саратовская обл. ф 1,057 ф 1,034 9 1,Ш ф 1,046 ф 1,053 ф 1,013 ф 1,049 3 0,997 ф 1,052 ф 0,995 Ф 1,054 3 0,999 ф 1,054 ф 1,014
14 Ульяновская обл. ф 1,042 • 1,ш Ф 1.047 • 1,121 ф 1,035 Ф 1,093 ф 1,030 ф 1,078 Ф 1,03 8 ф 1,071 Ф 1,042 Ф 1,073 ф 1,040 Ф 1,091
Таблица 9 - Потребление электроэнергии в Нижегородской области за 2000-201 Irr, млн.кВт*ч
Гол 2000 2001 2002 2003 2'ИМ 2005
Значение 20862 20808 20927 20135 20564 20693
Продолжение таблицы 9
Год 2006 2007 0S 2) 2010 2011
Значение 21800 21724 21411 I 19754 22195 22755
Нижегородская область является одним из отстающих регионов ПФО по энергоэффективности. Это обусловлено низким уровнем собственного производства электроэнергии, высоким электропотреблением на душу населения и лишь умеренным ростом ВРП. Отрицательным фактом является то, что в 2009 году показатели энергоэффективности были выше, что указывает на негативную динамику. Лидер по всем стратегиям за оба года -Пермский край с высоким уровнем производства и экспорта электроэнергии.
На основе описанных методик и исходных данных по потреблению за 2000-2011гг (таблица 9) был составлен прогноз электропотребления для Нижегородской области на период 2012-2016гг (таблица 10, рисунок 3).
Таблица 10 - Прогноз электропотребления по Ниж. обл. до 2016г, млн.кВт*ч
Метод R2 2011 2012 2013 2014 2015 2016
факт прогноз
трендовый 0,73 22755 22597 23055 23560 24112 24712
тренд, с уч. Кногр(Ф) - 22755 22706 23277 23901 24579 25312
т..Роста (Э) тренд, с уч. Кногр1 ; - 22755 22894 23665 24501 25405 26379
по ВРП 0,84 22755 23657 24405 25135 25850 26550пшх
по ВРП с V,. С;™,(э) - 22755 23164 23398 23596 23761 23895,,ш!
по ВРП с уч. К^пг-р - і 22755 23582 24252 24899 25526 26135
экспертный 22755 22810 23473 23930 24350 24682
потенциала Э'^""' 22755 23760 23972 24159 24324 24465
потенциала Э^фВ"',70% 22755 24659 25027 25379 25714 26033
26195
25195
24195
23195
22195
—^"—Потенциал Ээф (равномерно. 70%)
ВРП
-♦- по ВРП с Кэф Инной (Э)
^то_ВРПсКэ4х£1
2010
2011
2012
яш
2013
2014
2015
2016
Рисунок 3 - Прогноз электропотребления по Нижегородской области до 2016г, млн.кВт*ч
Несмотря на имеющиеся нормативные документы различного уровня о сокращении энерго- и электроемкости, исходя из прогноза, можно отметить, что существуют предпосылки к тому, чтобы склониться к базовой инерционной стратегии развития. При этом, если следовать положениям
21
Энергетической стратегии развития России до 2030, то потребление к 2016 году должно составлять 24465 млн.кВт*ч (инновационная стратегия). Однако, если этого сделать не удастся, то у Нижегородской области имеются все шансы, чтобы перешагнуть отметку в 26 млрд.кВт*ч к 2016 году. Пока нестабильная экономическая ситуация сдерживает резкий рост, но при ее улучшении все может поменяться. Это не будет позитивным моментом до тех пор, пока отсутствует действительный резерв мощности и не реализованы планы по сокращению энерго- и электроемкости во всех видах экономической деятельности.
С технической точки зрения разброс значений при разных методах не слишком большой. Это означает, что все методы оказались близки к формирующимся трендам и соответствуют экспертной оценке ситуации.
В заключение диссертации сформулированы следующие выводы:
Проблема прогнозирования электропотребления территориально-административного образования является весьма актуальной. Это способствует дальнейшему развитию теории и практики в рамках оценки перспектив электроэнергетического комплекса.
Исследование имеющегося инструментария позволило расширить классификацию прогнозов и методов прогнозирования, провести факторный анализ, а также выявить существующие риски и группы заинтересованных лиц при прогнозировании электропотребления. Это особенно важно при динамично меняющейся тенденции спроса на электроэнергию и выделении приоритетных энергетических целевых установок, таких как ориентация на энергоэффективное развитие.
Разработан подход для комплексной оценки использования энергоресурсов на основе системы сбалансированных показателей энергоэффективности. Использование комплексного показателя динамики энергоэффективности позволяет агрегировать различные целевые установки заинтересованных лиц, а также учесть полученный показатель при прогнозировании электропотребления.
Предложена методика прогнозирования электропотребления региона, позволяющая эффективно использовать имеющиеся специализированные формализованные методы прогнозирования, а также учитывать особенности развития исследуемого территориально-административного образования исходя из заданной стратегии заинтересованных лиц. Доказана перспективность ее использования в рамках сценарного анализа развития электроэнергетического комплекса исследуемого региона.
Проведен расчет перспективного электропотребления Нижегородской области с учетом потенциала энергоэффективности (по сценарию Энергетической стратегии России до 2030 года). При соблюдении плановых показателей электроемкости ВРП электропотребление составит величину около 24,5 млрд. кВт*ч к 2016 г. Анализ других методов прогнозирования за этот период показал, что электропотребление может составить диапазон от 23,9 млрд. кВт*ч до 26,5 млрд. кВт*ч.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях:
1) Горшков Д.О. Анализ методов прогнозирования энергоресурсов / Д.О. Горшков // Финансы № 8,2011 г. - С. 80 (0,1 п.л.)
2) Горшков Д.О. Ориентиры бюджетной политики в рамках формирования энергоэффективной экономики / Д.О. Горшков // Финансы № 9,2012 г. - С. 79-80 (0,2 п.л.)
3) Горшков Д.О. Методика прогнозирования электробаланса региона / Д.О. Горшков, Д.А. Корнилов // Вестник ННГУ № 3, 2012 г. - С. 279-282 (0,3 п.л.)
в других изданиях:
4) Горшков Д.О. Реалии и перспективы развития электроэнергетики в России с учетом кризисных явлений / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научно-практической конференции «Будущее технической науки». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2009 г. - С. 351-352 (0,1 пл.)
5) Горшков Д.О. Тенденции развития современной электроэнергетики в России в условиях реформирования отрасли с учетом текущей экономической ситуации / Д.О. Горшков И Сборник тезисов докладов региональной научно-практическая студенческой конференции «Российский студент - гражданин, личность, исследователь». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2009 г. - С. 192-193 (0,1 п.л.)
6) Горшков Д.О. Тенденции работы электроэнергетического комплекса в Нижегородской области / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции «Подготовка специалистов на технологических факультетах педагогических вузов». - Н. Новгород: Изд-во НГПУ, 2009 г. - С. 268-270 (0,2 п.л.)
7) Горшков Д.О. Аспекты современной электроэнергетики в Нижегородской области / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в экономике, менеджменте и подготовке кадров». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2009 г. -С. 90-91 (0,1 п.л.)
8) Горшков Д.О. Современные тенденции развития электроэнергетического комплекса / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов XIV Нижегородской сессии молодых ученых. - Н. Новгород: Гладкова О.В., 2009 г. - С. 7-9 (0,1 п.л.)
9) Горшков Д.О. Инновационные методы оценки и прогнозирования / Д.О. Горшков, А.И. Пестрикова // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции «Российский студент - гражданин, личность, исследователь». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2010 г. - С. 268-269 (0,1 п.л.)
10) Горшков Д.О. Актуальные проблемы энергосбережения / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов XV Нижегородской сессии молодых ученых. - Н. Новгород: Гладкова О.В., 2010 г. - С. 218-219 (0,1 п.л.)
11) Горшков Д.О. Особенности методов прогнозирования в электроэнергетике / Д.О. Горшков // Будущее технической науки: тез. докл. X Междунар. молодеж. научно-техн. конф.; НГТУ им. P.E. Алексеева. -Нижний Новгород, 2011 г. - С. 329-331 (0,2 п.л.)
12) Горшков Д.О. Разработка подхода к дальнейшему развитию электроэнергетического комплекса с основой на кадровый потенциал страны / Д.О. Горшков, А.И. Горшкова // Сборник тезисов докладов всероссийской молодежной конференции «Инновации в экономике, менеджменте и подготовке кадров». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2011 г. - С. 53-54 (0,1 п.л.)
13) Горшков Д.О. Классификация прогнозов в электроэнергетике / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов всероссийской молодежной конференции «Актуальные вопросы экономики, менеджмента и образования». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2011 г. - С. 121-123 (0,2 пл.)
14) Горшков Д.О. Об энергоэффективности / Д.О. Горшков // Будущее технической науки: тез. докл. XI Междунар. молодеж. научно-техн. конф.; НГТУ им. P.E. Алексеева. - Нижний Новгород, 2012 г. - С. 343-344 (0,1 п.л.)
15) Горшков Д.О. Риски в электроэнергетике / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов VII международной научно-практической студенческой конференции «Российский студент - гражданин, личность, исследователь». -Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2012 г. - С. 195-196 (0,1 п.л.)
16) Горшков Д.О. Эффективная электроэнергетика / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов всероссийской молодежной конференции «Актуальные вопросы экономики, менеджмента и образования». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2012 г. - С. 53 (0,2 п.л.)
17) Горшков Д.О. Особенности процесса прогнозирования в электроэнергетике / Д.О. Горшков // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в экономике, менеджменте и подготовке кадров». - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2012 г. -С. 37-38 (0,1 п.л.)
18) Горшков Д.О. Группы управляющих субъектов при прогнозировании в электроэнергетике / Д.О. Горшков, А.И. Горшкова // Сборник тезисов докладов всероссийской конференции «Экономика, менеджмент и образование на современном этапе развития». - Дзержинск: Изд-во НГТУ, 2012 г. - С. 107-108 (0,1 п.л.)
Подписано в печать 26.02.2013. Формат 60 х 84 '/16. Бумага офсетная. _Печать офсетная. Уч.-изд. л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 170._
Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.
Диссертация: текстпо экономике, кандидата экономических наук, Горшков, Дмитрий Олегович, Нижний Новгород
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. P.E. АЛЕКСЕЕВА» (НГТУ)
На правах рукописи
04201362092
Горшков Дмитрий Олегович
АСПЕКТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-АДМИНИСТРАТИВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ С УЧЕТОМ ЕГО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами - промышленность)
диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Нижний Новгород 2013 г.
Содержание
Введение 6
1. Отечественный и зарубежный опыт прогнозирования 14 электропотребления с учетом оценки потенциала энергоэффективности региона
1.1 .Оценка текущего состояния и перспективы развития 14
современной электроэнергетики
1.1.1. Существующие сложности 14
1.1.2. Перспективы электроэнергетического комплекса в 17 рамках энергоэффективного развития
1.1.3. Анализ динамики основных показателей работы 20 электроэнергетического комплекса Нижегородской
области
1.2.Теория энергоэффективности в электроэнергетическом 23
комплексе
1.2.1. Понятие энергоэффективности 23
1.2.2. Особенности оценки энергоэффективности в РФ 27
1.2.3. Существующие подходы к оценке энергоэффективности 29 1.3.0 существующих подходах к прогнозированию 3 4
электропотребления
1.3.1. Электропотребление региона как статья электробаланса 34
1.3.2. Анализ известных методик прогнозирования 38 электропотребления
1.3.3. Аналитический обзор методов прогнозирования 44 электропотребления
1.4.Зарубежный опыт прогнозирования электропотребления 49
2. Разработка аспектов прогнозирования электропотребления с 56 учетом энергоэффективности региона
2.1 .Классификация прогнозов в электроэнергетике 56
2.1.1. Особенности формирования прогнозов 5 6
2.1.2. Группы субъектов при прогнозировании в 59 электроэнергетике
2.1.3. Риски в электроэнергетике 61
2.1.4. Контролируемые факторы при прогнозировании 64 электропотребления
2.1.5. Неконтролируемые факторы при прогнозировании 66 электропотребления
2.1.6. Классификация прогнозов в электроэнергетике по 68 группам
2.2.Классификация и оценка специальных методов 75 прогнозирования в электроэнергетике
2.2.1. Специальные методы прогнозирования в 75 электроэнергетике
2.2.2. Достоинства и недостатки специальных методов 80 прогнозирования для применения в электроэнергетике
2.2.3. Классификация методов прогнозирования в 85 электроэнергетике
2.3.Методика прогнозирования электропотребления 90 территориально-административного образования
2.3.1. Ограничения при прогнозировании электропотребления 91
2.3.2. Методика прогнозирования электропотребления региона 92
2.3.3. Достоинства и недостатки методики прогнозирования 101 электропотребления региона
2.4.Подход к оценке энергоэффективности в рамках исследования 102 территориально-административных образований
2.4.1. Понятие энергоэффективности в электроэнергетике 103
2.4.2. Комплексная оценка использования энергоресурсов на 104
основе системы сбалансированных показателей энергоэффективности
2.4.3. Методика формирования комплексного показателя динамики энергоэффективности
2.5.Прогнозирование электропотребления региона с учетом
111
потенциала его энергоэффективности
2.5.1. Особенности процесса прогнозирования
111
электропотребления территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности
2.5.2. Методика прогнозирования электропотребления региона 113 с учетом энергоэффективности при различных сценариях развития
2.5.3. Применение данных о потенциале энергоэффективности 118 в рамках развития электроэнергетического комплекса региона
3. Анализ перспектив электроэнергетического комплекса 120
Нижегородской области на базе оценки прогноза потребления электроэнергии с расчетом потенциала энергоэффективности 3.1. Оценка и ранжирования регионов ПФО по уровню 120
энергоэффективности
3.1.1. Расчет комплексного показателя энергоэффективности 120
3.1.2. Расчет индекса энергоэффективности и ранжирование 127
регионов
3.2.Прогнозирование электропотребления региона с помощью специализированных методов на примере Нижегородской области
3.2.1. Прогнозирование с помощью трендов
3.2.2. Прогнозирование на основе соотнесения с валовым
129
129
региональным продуктом (ВРП)
3.2.3. Экспертные методы прогнозирования 133
3.2.4. Прогнозирование с учетом комплексного показателя 134 динамики энергоэффективности
3.2.5. Выводы о методах и результатах прогнозирования 135 электропотребления
3.3.Прогноз электропотребления Нижегородской области с учетом 138 потенциала энергоэффективности
3.3.1. Применение методики прогнозирования 138 электропотребления с учетом энергоэффективности
3.3.2. Сравнение потенциала энергоэффективности региона с 141 прогнозом
3.4.Выводы о перспективах Нижегородской области в рамках 145 развития электроэнергетического комплекса
Заключение 149
Список литературы 151
Глоссарий 164
Приложения 166
Введение
Электроэнергетический комплекс является важной структурной составляющей экономики России. Электроэнергия составляет весомую долю в затратах практически всех отраслей экономики. Недостаточность собственной выработки электроэнергии в отдельных регионах и в стране в целом неизбежно приводит к ограничению экономического роста. Поэтому крайне необходимо своевременно учитывать меняющийся спрос на электроэнергию.
Процесс прогнозирования в электроэнергетике связан с некоторыми особенностями, вызванными спецификой электроэнергии как товара. Это относится к невозможности ее складирования, необходимости учитывать колебания спроса исходя из неравномерности нагрузок, а также одновременности производства и потребления и др.
Современные условия формирования электроэнергетической политики, а также «Энергетическая стратегия развития России на период до 2030 года» определили необходимость пересмотра ряда проблемных вопросов в отношении анализа будущего состояния всего комплекса. В первую очередь это касается проблем оценки перспективного электропотребления территориально-административного образования с учетом меняющейся структуры спроса на электрическую энергию, а также влияния новых технологий и потенциала энергоэффективности.
В имеющейся литературе имеется достаточное количество информации о процессе прогнозирования электропотребления, однако на сегодняшний день предложенные методики прогнозирования имеют возможность доработки с учетом формирования новых тенденций в ТЭК. Так, одна из самых распространенных методик, применяемая Агентством по прогнозированию балансов в электроэнергетике (ЗАО «АПБЭ») и Системным оператором (СО ЦДУ ЕЭС), базируется на основе расчета системы укрупненных удельных показателей. Она является хорошим базисом для проведения подобного рода исследований.
Одним из перспективных направлений развития инструментария прогнозирования электропотребления на среднесрочную и долгосрочную перспективу является сценарный подход, учитывающий социально -экономические, экологические, природные и другие факторы, а также региональную конъюнктуру и специализацию. В рамках подобных исследований необходимым элементом является возможность корректировки процесса прогнозирования через пошаговую переоценку текущих результатов, например, на основе учета энергоэффективности.
Современная электроэнергетика это сложная открытая система с множеством взаимосвязей и иерархической структурой. Поэтому инструментарий прогнозирования электропотребления должен постоянно развиваться, быть многовариантным и многокритериальным с элементами адаптации и соответствовать экономическому развитию региона. В частности, инновационный сценарий развития экономики предполагает наличие акцента на учете энергоэффективности в контексте прогнозирования электропотребления.
Энергоэффективность является одним из показателей для учета результатов, полученных в процессе применения различных технологий и систем по улучшению энергосбережения. Однако нельзя выделить характерные черты данного процесса, т.к. для каждого уровня присущи различные показатели, характеризующие его величину, в том числе в разрезе изучения территориально-административных образований.
Иными словами, требуется единый синтетический количественный показатель, который характеризовал бы многокритериальную оценку энергоэффективности региона, исходя из нескольких ключевых показателей с учетом их веса. Важным аспектом является наличие уже имеющихся по сферам деятельности групп показателей, которые могут быть использованы для формирования комплексного показателя двойной свертки исходя из целей и конкретных задач текущего исследования.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена: - необходимостью дальнейшей разработки теории и практики в определении видов и методов прогнозирования расчета будущего состояния
электропотребления территориально-административного образования;
7
- требованием системного многоуровневого подхода к составлению прогнозов при имеющихся рисках, управляемых и неуправляемых факторах;
- важностью учета энергоэффективности при оценке прогнозного потребления электроэнергии региона.
Проведенное диссертационное исследование соответствует п. 1.1.23 (Методологические и методические вопросы прогнозирования топливно-энергетического баланса страны, территориально-административного образования) паспорта специальности ВАК РФ.
Проблемы прогнозирования электропотребления и оценки энергоэффективности региона нашли свое отражение в литературе. Теоретическим и практическим аспектам данной тематики посвящено значительное количество публикаций зарубежных и отечественных ученых.
Проблемами прогнозирования (в том числе электропотребления территориально-административных образований) на разных этапах занимались Анчишкин А.И., Бестужев-Лада И.В., Веселов Ф.В., Гальперова Е.В., Гнатюк В.И., Добров Г.М., Закарюкин В.П., Исмагилов Т.С., Коган Ю.М., Кононов Ю.Д., Корнилов Д.А., Ламакин Г.Н., Лесниченко А.Ю., Лисичкин В.А., Любимова Е.В., Макаров A.A., Макоклюев Б.И., Надтока И.И., Науменко Д.О., Некрасов A.C., Поляков Н.Ф., Порохова Н.В., Синяк Ю.В., Соломкин A.B., Успенская И.Г., Федоренко Н.П., Филиппов С.П., Чучуева И.А., Шумилова Г.П., Юрлов Ф.Ф. и др.
Вопросам оценки энергосбережения и энергоэффективности в электроэнергетике посвящены работы следующих авторов: Башмаков И.А., Бобылев С.Н, Бушуев В.В., Вагин Г.Я., Гатауллина Л.Ф., Ибраева P.M., Кудрин Б.И., Лебедев Ю.А., Летягина E.H., Маркин В.В., Окороков В.Р. Папков Б.В., Соколов Ю.А. и др.
Анализ рассматриваемой проблемы показал, что, несмотря на наличие указанных и иных работ, относящихся к отечественной и зарубежной литературе, в настоящее время имеется необходимость дальнейшего развития методологии прогнозирования потребления электроэнергии. В качестве наиболее характерных задач, относящихся к рассматриваемой проблеме, на которых сделан акцент в диссертации, можно отметить:
- развитие теории и инструментов прогнозирования электропотребления региона;
- разработка методики прогнозирования потребления электроэнергии в регионе на среднесрочную и долгосрочную перспективу;
- формирование основных принципов оценки энергоэффективности региона на основе комплексного показателя;
- разработка методики по оценке перспектив развития электропотребления региона с учетом потенциала и темпов роста энергоэффективности.
Таким образом, анализ зарубежного и отечественного опыта показывает необходимость дальнейшего развития теории и практики формирования прогнозов электропотребления региона с учетом энергоэффективности. При этом следует учитывать как зарубежный опыт, так и специфику современной отечественной экономики.
Целью исследования является развитие инструментария прогнозирования электропотребления региона для формирования рекомендаций по обеспечению его устойчивого социально-экономического развития. В соответствии с целью исследования решались следующие задачи:
1) расширение классификации прогнозов с учетом особенностей электроэнергетики России, а также развитие инструментария прогнозирования электропотребления, включая управляемые и неуправляемые факторы, а также риски и группы заинтересованных лиц;
2) оценка и классификация имеющихся специализированных методов прогнозирования электропотребления;
3) разработка методики прогнозирования электропотребления при существующих ограничениях, оценке горизонта прогнозирования и учете требований заказчика на основе формализованных методов;
4) уточнение понятия «энергоэффективность» в рамках электроэнергетики, а также обоснование использования комплексного показателя для оценки динамики ее развития в регионе;
5) разработка методики прогнозирования электропотребления региона с учетом потенциала энергоэффективности;
6) применение полученных в диссертации научных результатов при прогнозировании электропотребления на примере Нижегородской области с учетом различных сценариев развития.
Объектом исследования является электроэнергетический комплекс территориально-административного образования с учетом его будущего электропотребления в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Предметом исследования является система экономических, нормативных и организационных отношений в области электроснабжения территориально-административных образований для обеспечения их устойчивого развития.
Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются современные теории в области экономики, материалы и публикации отечественных и зарубежных авторов, посвященные вопросам прогнозирования в сфере электроэнергетики с учетом энергоэффективности. В качестве методической базы исследования использованы расчетно-аналитические методы, методы системного и сценарного анализа, прогнозной экстраполяции, экспертных оценок, а также теория прогнозирования и подходы к оценке энергоэффективности.
Информационную основу диссертационного исследования составили: нормативные, законодательные и программные документы Российской Федерации; нормативные документы ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике»; «Энергетическая стратегия развития России на период до 2030 года»; статистические материалы Росстата РФ, Нижегородстата; данные МЭА; методические источники, отечественная и зарубежная литература, в которой анализируются вопросы прогнозирования электропотребления с учетом энергоэффективности.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии теоретических и практических аспектов создания прогноза электропотребления территориально-административного образования с учетом его энергоэффективности.
К числу наиболее существенных результатов, полученных лично автором и обладающих научной новизной, относятся следующие результаты:
1) Предложены направления развития инструментария прогнозирования электропотребления территориально-административного образования, а именно расширена классификация прогнозов, выделены основные риски, управляемые и неуправляемые факторы и группы субъектов, характерные для электроэнергетики. Наряду с уже имеющимися традиционными видами классификации, такими как прогноз по времени, по результату, по типу источника информации, по степени достоверности, по цели, по направлению, по группировке показателей, по динамичности, по степени воздействия на среду прогнозирования, по степени определенности и в зависимости от уровня, выделены специализированные виды:
- прогноз по типу рынка,
- прогноз по уровням управления в электроэнергетическом комплексе,
- прогноз по сценариям энергоэффективного развития,
- прогноз по субъектному составу рынка электроэнергии.
Предложения автора позволяют усилить информационную и
методологическую базу для формирования прогноза электропотребления территориально-административного образования, а также более точно отразить специфику процесса прогнозирования для данного вида экономической деятельности.
2) Раскрыты основные достоинства и недостатки специализированных методов прогнозирования, а также указано их типовое предназначение в рамках прогнозирования потребления электроэнергии. Предложена система бальных оценок по каждому из методов с учетом следующих характеристик:
- точность прогноза,
- учет резких колебаний,
- связь с реальной экономической ситуацией,
- применимость в различных временных рамках.
Полученные оценки применяются далее для выбора наиболее подходящего метода прогнозирования исходя из целей и задач исследования.
3) Разработана