Формирование оптимальной структуры источников электрической энергии для территориально удаленных районов тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Формирование оптимальной структуры источников электрической энергии для территориально удаленных районов"

4855954

На правах рукописи

Суржикова Ольга Анатольевна 1

ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ источников ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО УДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ

Специальность: 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

Красноярск 2011

2 4 0ЕЗ ¿011

4855954

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор

Никулина Ирина Евгеньевна

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

доктор технических наук, профессор Осипов Юрий Мирзоевич

кандидат экономических наук, доцент Шалгинова Лариса Александровна

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)»

Защита состоится «01» марта 2011 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.249.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева» по адресу: 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31, зал заседаний диссертационного совета, ауд. П-207.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. Автореферат диссертации размещен на официальном сайте Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева: http://www.sibsau.ru/

Автореферат разослан «28» января 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю Смородинова Н.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. На территории России, даже в районах с развитой энергетической системой, имеется значительное количество мелких потребителей (порядка 30000 поселений), изолированных от магистральных и распределительных электрических сетей, в которых проживает около 11 млн. жителей.

Электрообеспечение таких потребителей осуществляется, как правило, от стационарных и передвижных дизельных электростанций (ДЭС), которых по России насчитывается более 5 тысяч и которыми вырабатывается порядка 1,8 млрд. кВт ч электроэнергии при потреблении около 0,8 млн. тонн условного топлива ежегодно. Поэтому проблемы энергоснабжения изолированных потребителей требуют со стороны органов управления повышенного внимания. Вместе с тем, проектными организациями разрабатываются схемы развития только районных энергосистем, в то время как проблемы энергообеспечения для многочисленных мелких изолированных потребителей решаются либо на уровне ресурсопользователей, либо региональных и муниципальных властей.

Решение вопросов энергоснабжения принятием разовых мер у отдельных изолированных потребителей (замена изношенного оборудования, выделение средств на завоз топлива и т.д.) не снимает существующей проблемы. Необходимо отказаться от модернизационного подхода и искать и разрабатывать новые пути решения проблемы.

Мировой опыт показывает, что одним из таких эффективных вариантов электроснабжения может быть использование природных возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Предпринимаемые в СССР, а затем и в России, попытки установки генераторов электрической энергии на базе ВИЭ по целому ряду причин оказались, зачастую, не только безуспешными, но и существенно дискредитировали саму эту идею. ,

В связи с этим, актуальна разработка комплексного методического подхода к обоснованию и использованию перспективных направлений с использованием различных типов электроисточников, включающего инструменты оценки эффективности их применения.

Степень разработанности проблемы. Проблемы энергоснабжения удаленных и малонаселенных потребителей исследовались в работах H.A. Петрова, Д.Д. Ноговицина, А.П. Шадрина. Сравнительной эффективности вариантов энергоснабжения изолированных потребителей посвящены работы H.A. Манова, A.A. Калининой, Л.В. Чайки, Ю.И. Колобова.

В этих работах оценивается эффективность энергоснабжения отдельных потребителей, однако рассматривается только одна технологическая схема производства энергии без учета перспективных альтернативных вариантов.

Научно-техническим основам использования возобновляемых природных энергоресурсов, расчетам валового, технического и экономического потенциала, технологиям и установкам возобновляемой энергетики посвящены работы П.П. Безруких, Д.А. Мамедова, В.А. Уварова, Н.К. Малинина, В.А. Минина, В.И. Виссарионова, О.В. Марченко.

В рамках выполненного исследования были изучены многие другие работы отечественных и зарубежных авторов, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме: Дж. Твайдел, И.М. Дворов, В.Е. Накоряков, Н.И. Воропай, Б.В. Лукутин, В.В. Литвак, М.И. Яворский, Б.Г. Санеев, В.П. Муругов, И.Ю. Иванова, Т.Ф. Тугузова и др.

Вместе с тем, в указанных работах не рассмотрен целый ряд особенностей развития энергетики в районах, удаленных от традиционных источников энергоснабжения, в частности, не решены методические вопросы оценки технико-экономической эффективности использования различных видов ВИЭ, а также формирования структуры генерирующих мощностей.

Целью диссертационного исследования является разработка инструментов формирования оптимальной структуры источников электрической энергии для автономного электроснабжения территориально удаленных потребителей.

В соответствии с поставленной целью исследования потребовалось решение ряда задач, основные из которых следующие:

• изучение особенностей энергоснабжения территориально удаленных районов, исследование масштабов и перспектив использования ВИЭ для их автономного энергоснабжения;

• определение факторов, влияющих на эффективность использования возобновляемых источников энергии;

• построение типологии территорий Российской Федерации по перспективности использования различных видов возобновляемых источников энергии;

• решение задачи определения пороговых значений экономической эффективности использования технически допустимых видов возобновляемых источников энергии для выделенных типов территорий;

• разработка методического инструментария решения задачи формирования оптимальной структуры источников энергии;

• проведение апробирования предложенного методического инструментария на примере удаленных районов Томской области. Объект исследования - системы энергоснабжения территориально

удаленных, малонаселенных и труднодоступных районов.

Предмет исследования - управленческие отношения при формировании экономически обоснованного состава и структуры

возобновляемых источников энергии в территориально удаленных районах.

Область исследования. Работа выполнена в соответствии с п. 1.1.19 пасгорта специальностей ВАК «Методологические и методические подходы к решению проблем в области экономики, организации управления отраслями и предприятиями топливно-энергетического комплекса».

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды зарубежных и отечественных авторов по вопросам теории управления, программно-целевого планирования и управления энергообеспечением изолированных потребителей, состоянию и перспективам топливно-энергетических комплексов и возобновляемых источников энергии в мире, России, регионе (Томской области).

При решении поставленных задач использовались общенаучные методы исследования: сравнительный и статистический анализ, группировка и обобщение, сравнение теоретического и практического материала, позволившие обеспечить обоснованные и достоверные выводы и результаты диссертационного исследования.

Информационную базу исследования составили данные российских и зарубежных печатных и электронных изданий, официальные нормативно-правовые документы, данные федеральных и региональных органов государственной статистики, органов государственной власти и местного самоуправления Томской области, годовые отчеты предприятий.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в теоретическом обосновании и разработке инструментов формирования экономически обоснованного состава и структуры источников энергии в территориально удаленных районах.

Наиболее существенные результаты, характеризующие научную новизну, состоят в следующем:

• обоснована необходимость перехода электроэнергетической отрасли на альтернативные источники энергии для территориально удаленных районов, выявлены и систематизированы факторы, влияющие на эффективность использования возобновляемых источников энергии;

• разработана типология территорий, потенциально привлекательных для размещения энергоустановок, использующих определенный вид возобновляемых источников энергии;

• предложены критерии и методы определения пороговых значений экономической эффективности использования технически допустимых видов возобновляемых источников энергии;

• построена модель и разработана методика формирования оптимальной структуры возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения.

Теоретическая и практическая и значимость работы:

- на основе анализа существующего состояния, перспективного развития изолированных потребителей определены возможные направления совершенствования их энергоснабжения, обеспечивающие снижение объемов завозимого топлива;

- в зависимости от потенциала возобновляемых природных энергоресурсов предложены варианты различных типов энергоисточников на возобновляемых видах энергии;

- дана оценка технико-экономической эффективности использования возобновляемых источников энергии на территории Томской области.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в развитии отдельных положений теории управления предприятиями энергетического комплекса в части критериев и методов формирования оптимальных структур генерирующих мощностей.

Результаты работы предназначены для использования как при оценке технико-экономической эффективности вариантов энергоснабжения отдельных потребителей, так и при разработке региональных энергетических программ, определении первоочередных направлений и мероприятий по вовлечению возобновляемых источников энергии в энергобаланс регионов.

Результаты исследований использованы при разработке энергетической стратегии Томской области на период до 2020 года и в программе развития ОАО «Сахаэнерго».

Апробация результатов диссертационного исследования.

Основные положения диссертации представлены на Международной научно-практической конференции «Достижения ученых XXI века» (Тамбов, 2005), 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Экономическое и социальное развитие регионов России» (Пенза, 2005), Международной научно-практической конференции «Экономика и менеджмент: проблемы и перспективы» (Санкт-Петербург, 2005), IV-ой Международной научно-практической конференции «Стабилизация экономического развития Российской Федерации» (Пенза, 2005), Sixth International Young Scholars' Forum of the Asia-Pacific Countries (Vladivostok, 2005), 3—й Международной конференции «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2007), 13-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Кемерово, 2007), 14-ой Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2008), Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (Томск, 2008).

Публикации. Основные положения и результаты исследования изложены в 29 публикациях общим объемом 24,24 п.л. (лично автором -15,53 п.л.), в том числе 2-х монографиях, 4 статьях в зарубежных журналах и 8 изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 150 наименований, и приложения. Материал диссертационной работы изложен на 173 страницах и включает 11 рисунков и 56 таблиц.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Масштабы и перспективы использования возобновляемых источников электроэнергии для энергообеспечения территориально удаленных и изолированных потребителей.

Энергообеспечение мелких удаленных и малонаселенных поселений может, в общем случае, осуществляться присоединением к линиям электропередач (ЛЭП), либо за счет создания децентрализованных зон.

Возможность присоединения электропотребителя к ЛЭП ограничена техническими и экономическими параметрами. Техническая выполняемость определяется мощностью потребителя и расстоянием до линии электропередач.

С учетом требований ГОСТа к величине допустимых потерь напряжения в сети не более 5% рассчитана максимально допустимая длина линии электропередачи для наиболее часто используемых значений напряжения в распределительных электрических сетях - 6 кВ и ЮкВ. Определено, что максимально допустимая длина линии электропередачи для подключения изолированного потребителя мощностью (25-250) кВт, характерной для подавляющего большинства рассматриваемых объектов, находится в пределах нескольких десятков километров. Таким образом, технический критерий электрификации удаленных поселений путем строительства ЛЭП в большинстве случаев невыполним. Поэтому рассматривать экономические аспекты этого варианта энергообеспечения нецелесообразно.

При реализации второго варианта энергообеспечения малонаселенных и удаленных поселений через создание децентрализованных зон наиболее распространенным источником электроэнергии являются дизельные электростанции. В этом случае критерий технической выполняемое™ энергообеспечения всегда положителен. ДЭС работоспособны практически всегда. Основное необходимое условие - наличие топлива. Основные проблемы такого типа электроснабжения так же связаны с топливной составляющей: дальний транспорт топлива и зависимость от его поставок, ограниченность сроков сезонного завоза в наиболее труднодоступные районы, многозвенность и

сезонность завоза, слабое развитие транспортной инфраструктуры. В результате транспортная составляющая стоимости привозного топлива в структуре себестоимости электроэнергии достигает (70-80)%.

Кроме того, рост цен на топливо, увеличение транспортных тарифов приводят к высокой себестоимости производства электроэнергии - в несколько раз выше, чем в среднем по энергосистемам. Убыток, получаемый за счет продажи электроэнергии по цене, ниже ее себестоимости, полностью покрывается бюджетными дотациями.

Недостаток бюджетного финансирования влечет за собой недопоставки топлива, ставя изолированных потребителей в крайне тяжелые условия.

Неравномерное потребление электроэнергии приводит к существенному недоиспользованию установленной мощности ДЭС и, соответственно, резкому снижению КПД таких станций и увеличению удельного расхода топлива относительно их паспортных данных.

Все это, вместе взятое, вызывает необходимость пересмотра политики энергоснабжения этой категории потребителей, ориентируясь, прежде всего, на снижение или даже исключение потребления привозного топлива. Одним из таких направлений является применение энергоисточников на ВИЭ.

Общие ресурсы ВИЭ в мире и России огромны. Суммарный технический потенциал энергии солнца, ветра, биомассы, воды и геотермальной энергии в мире составляет порядка 2,4-млн. т.у.т., в России - 4,5" 103 млн. т.у.т. Если это перевести в традиционные топливно-энергетические ресурсы, то для России это равноценно замещению в год порядка 3,15-Ю9 т. нефти, З,710!3 м3 природного газа, 5,7'109 т. угля, 1,3'1010 м3 дров. Для сравнения: Россия потребляет на все виды деятельности в год порядка 1,6-108 т. угля, 1,3108 т. нефти и 4,6'10п м3 газа. Проведенный в работе подробный анализ состояния и перспектив ВИЭ в мире и России дает основание ожидать бурного развития энергетики на базе ВИЭ. В России в 2020 году следует ожидать выработки электроэнергии на базе ВИЭ в объеме 24 ТВт-ч, а объем замещения органического топлива на электростанциях за счет использования ВИЭ может быть доведен до 49 млн. т.у.т.

В последнее время в России на федеральном уровне были попытки разработки программ использования электроисточников на ВИЭ. В своем большинстве эти документы не отличались комплексностью, имели, зачастую, декларативный характер, без учета наличия у конкретных потребителей достаточного потенциала ВИЭ и технико-экономических обоснований эффективности проектов. Это, в какой-то мере, объясняется отсутствием методического подхода для обоснования подобных разработок.

В то же время, отсутствие государственной законодательной базы не должно блокировать принятие региональными и муниципальными властями соответствующих нормативно-правовых документов, препятствовать практическому использованию ВИЭ при реализации локальных решений.

Первоочередными мероприятиями здесь являются:

1. Техническое оснащение:

- организация на отечественных заводах производства энергоустановок на ВИЭ;

- стандартизация оборудования для установок на ВИЭ (установление понятий, общих технических требований и методов его испытаний.

2. Законодательная и организационная поддержка:

- разработка свода законодательных и нормативных актов о политике в сфере использования ВИЭ;

- разработка, организация, реализация и контроль за выполнением региональных программ, направленных на обеспечение электроэнергией изолированных потребителей;

- пропаганда и поддержка региональными органами управления использования энергоисточников на ВИЭ, поиск поставщиков и оказание помощи потребителям в приобретении требуемых типов энергоустановок;

- сооружение демонстрационных объектов и испытательных полигонов энергоисточников на ВИЭ.

3. Финансовая поддержка:

- поддержка инициатив по вложению средств в малую энергетику крупных предприятий и частного капитала;

- выделение целевых субсидий, дотаций и государственных льготных кредитов на сооружение энергоисточников на ВИЭ;

- использование системы инвестиционных скидок всем участникам цикла с использованием ВИЭ.

2. Факторы, влияющие на эффективность использования возобновляемых источников энергии, типология территорий, потенциально привлекательных для размещения энергоустановок на возобновляемых энергоресурсах.

Вид энергии возобновляемого энергоисточника определяет основные факторы, влияющие на эффективность его использования (табл. 1).

Таблица 1 - Факторы, влияющие на эффективность использования ВИЭ

Ресурс Факторы, определяющие потенциал ресурса

Ветроэнергетика Среднегодовая скорость ветра, годовой и суточный ход; повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей ветра; вертикальный профиль средней скорости ветра; удельная мощность и удельная энергия ветра.

Продолжение таблицы 1

Ресурс Факторы, определяющие потенциал ресурса

Солнечная энергетика Высота солнца над горизонтом; время года и суток; географическая широта места; среднемесячные и годовые характеристики прозрачности атмосферы и продолжительность солнечного сияния; облачность; характер поверхности.

Гидроэнергетика Перепады отметок местности; продольный уклон русла реки; степень водности; скорость течения.

Геотермальная энергетика Местоположение; глубина залегания; температура воды; степень газонасыщенности и минерализации вод; производительность скважины.

Биотопливо Объем биоресурса; его стоимость; распределение по территории; теплотворная способность; влажность сырья и его удаленность от места использования.

Подробный анализ вышеприведенных факторов позволяет выделить из них основные, которые могут быть положены в основу упрощенного определения технически допустимых для конкретной территории видов ВИЭ на основе сегментации зон (типизации территории) по перспективности применения различных источников энергии.

Использование геотермальных вод ограничено их основным энергетическим показателем - степенью потенциальности. Наиболее предпочитаемыми и удобными в использовании являются высокопотенциальные воды (с температурой более 100сС). Менее привлекательны среднепотенциальные воды (70-100°С). Низкопотенциальные воды (<70°С) для использования в электроэнергетике бесперспективны.

Эффективность применення биотоплива определяется в принципе так же, как и для традиционных углеводородных энергоносителей, и характеризуется, собственно, объемом биоресурса в местах его предполагаемого использования. Поскольку в удаленных поселениях отсутствуют или имеются в крайне незначительных количествах отходы животноводства и растеневодства, то, очевидно, в качестве биотоплива здесь должно рассматриваться древесное сырье и торф.

Для ветряных установок таким фактором является удельная мощность ветра, которая, в свою очередь, является функцией от среднегодовой скорости ветра:

Я = 0,95Рч,(^)\ Вт/м2 где рср - средняя плотность воздуха; Уср - среднегодовая скорость

ветра.

Мощность потока воды, характеризуемого расходом воды <2 [м3/с] при разности уровней Н [м] на длине участка русла, определяется:

Р = Р&Н, Вт

где р - плотность воды, кг/м3; g - ускорение свободного падения,

м/с2

Мощность солнечного излучения определяется среднегодовыми суммами солнечной радиации на единицу площади рассматриваемого района и зависит, в основном, от продолжительности светового дня.

Характерной особенностью возобновляемых источников энергии является их территориальная и временная изменчивость. Статистический подход к анализу возобновляемых источников энергии позволяет получить распределение каждого вида энергоресурса по конкретной территории с целью выделения районов, приоритетных для использования определенных видов ВИЭ. I Энергетическая сегментация ветровой, солнечной энергии,

гидроэнергии, энергии биомассы лесов и геотермальной энергии на | территории Томской области приведена на рис. 1.

Рисунок 1 - Энергетическая сегментация ресурсов Томской области

При районировании территории по ветроэнергетическому потенциалу, предполагается ориентироваться на среднегодовые скорости ветра. Поскольку пусковые скорости ветра большинства ветроэлектростанций равны (2-3) м/с, то среднегодовые скорости менее 2 м/с указывают на бесперспективность данного района для развития ветроэнергетики. Территории, обладающие ветрами от 4 м/с до 24 м/с, что соответствует удельной мощности 200 Вт/м2 и выше (выделены на рис.1 темным цветом), относятся к перспективным для развития ветроэнергетики.

Солнечная энергия в меньшей степени подвергается изменениям своего потенциала, по сравнению с ветровой.

Гелиохарактеристики юго-западной части Томской области (от 11001200 кВт-ч/м2) обеспечивают стабильную эксплуатацию гелиосистем.

Центровая часть Томской области (от 1000 до1100 кВт-ч/м), удовлетворяет требованиям эксплуатации малых и средних гелиосистем.

Северо-восточная часть области неблагоприятна для использования гелиосистем.

Районирование территории по гидроэнергетическому потенциалу предлагается осуществлять путем составления водноэнергетических кадастров рек с последующим их анализом и выделением участков русла с аномальными уклонами, позволяющими обеспечить минимально необходимый напор воды для гидротурбины (3-4 м).

Выделенные на рис. 1 темным цветом участки потенциально пригодны для размещения гидроэнергетических установок.

Распределение гидрогеотермальных энергоресурсов на территории Томской области приводится по основному энергетическому показателю подземных вод - температуре.

Наиболее перспективное месторождение геотермальных вод с наибольшей температурой 100°Снарис. 1 выделена темным цветом.

Типизация территорий с точки зрения биоэнергетических ресурсов подразумевает выявление приоритетных видов биомассы и оценки возможных объемов ее использования в рассматриваемом районе. В отличие от остальных ВИЭ данный вид ресурса включает в себя несколько видов сырья: древесина, торф, отходы лесопереработки, животноводства и растеневодства. Поэтому составление общей типологии территории по данному ресурсу затруднено и приходится ее формирование осуществлять по каждому виду отдельно. Наиболее распространенные естественные виды биомассы на удаленных и (или) изолированных территориях России и Томской области - это древесина лесов и торф.

Древесина и энергетический торф в России имеют сложившуюся инвентаризацию для количественного определения их ресурсов. Биомасса торфа представлена на всей территории области, где разным цветом выделены различные фонды: прогнозные, разрабатываемые, охранные и

др.

Выполненная таким образом типология по признаку «потенциал ВИЭ» позволила определить границы и расположение выделенных территорий.

Введение типологического признака «степень удаленности» позволяет определить районы, требующие автономного электроснабжения.

Типизация территорий по возможности одновременного использования нескольких видов ВИЭ свидетельствует об их преобладании среди территорий, выделенных по предыдущим двум

признакам. Это, безусловно, актуализирует задачу определения оптимальной структуры ВИЭ для энергообеспечения района.

3. Критерии н методы определения пороговых значений экономической эффективности использования технически допустимых видов возобновляемых источников энергии.

Рассмотренная выше типология территорий предназначена для первичной оценки технической эффективности использования ВИЭ. Однако критерии, используемые в предложенной типологии, существенным образом зависят от факторов, значительно отличающихся для разных районов и временных периодов. К числу таких факторов могут быть отнесены: тариф на энергию, стоимость топлива, транспортные тарифы и другие.

В связи с этим при выборе варианта электроснабжения возникает необходимость, в проведении дополнительной технико-экономической оценки эффективности использования того или иного вида ВИЭ, учитывающей величину и динамику изменения указанных факторов.

Экономическая эффективность использования возобновляемой энергетики определяется сопоставлением экономических характеристик электростанции, использующей перспективный для данного района возобновляемый энергоресурс, с типовым способом электрификации локальных объектов (ДЭС). Следовательно, определенный тип ВИЭ предполагается экономически эффективным, если рентабельность его использования выше рентабельности использования ДЭС.

Основным фактором, определяющим экономическую эффективность ветроэлектростанции, является среднегодовая скорость ветра на уровне ступицы ветродвигателя. Соответственно, значение скорости ветра, соответствующее стоимости производимой электроэнергии равной стоимости энергии ДЭС, является пороговым значением, определяющим эффективность ветроэлектростанции:

где Уср!а) - граничное значение среднегодовой скорости ветра соответствует заданной себестоимости электроэнергии Сэ,; УИйм - величина номинальной рабочей скорости ветроэлектростанции рассматриваемого типа; К - суммарные затраты на приобретение, проектирование и строительство ветроэлектростанции; С - суммарные затраты на обслуживание и ремонт; рп - нормативный коэффициент эффективности.

Экономические характеристики микрогидроэлектростанции определяются энергонасыщенностью водотока, характеризуемой уклоном русла. Тогда величина этого уклона, определяющая стоимость генерируемой электроэнергии равную базовому варианту, будет являться

пороговым значением экономической эффективности использования гидроэнергии.

Сравнительные расчеты удельных приведенных годовых затрат и себестоимости электроэнергии микроГЭС для водотоков с различными уклонами русла приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Значения критериев эффективности для водопотоков с

различными уклонами русла (АН, м/км)

дн Технические характеристики микроГЭС Критерии эффективности

Макс, установленная мощность, кВт Макс, среднесуточная выработка энергии кВт-ч Приведенные годовые затраты на 1 кВт установленной мощности, руб. Себестоимость 1 кВт-ч, руб.

(1-4) 14,0 336,0 1850,0 0,88

(4-Ю) 36,0 864,0 1750,0 0,80

выше 10 75,0 1800,0 1300,0 0,60

Приведенные годовые затраты на 1 кВт установленной мощности солнечной электростанции и себестоимость производимой электроэнергии зависят, в основном, от месячных и годовых сумм солнечной радиации. Следовательно, пороговым значением экономической эффективности солнечной фотоэлектростанции является величина энергии солнечного излучения, которая определяет себестоимость производимой энергии, равную себестоимости электроэнергии в базовом варианте электростанции.

Граничное значение энергии солнечного излучения Е по условию равенства себестоимости электроэнергии с„ базовому варианту определяется по выражению

цоо(р,л:+с)

КпРмСш '

где ри - мощность фотоэлектрического модуля; п - количество модулей; К - коэффициент, учитывающий поправку на потерю мощности солнечных элементов при нагреве на солнце, а также наклонное падение лучей на фотоприемную поверхность в течение дня.

Пороговым значением экономической эффективности биотоплива является его стоимость (учитывающая и стоимость его доставки до места потребления), при которой себестоимость электроэнергии станции будет соответствовать аналогичному показателю электростанции, работающей на дизельном топливе.

Пример сравнительного расчета экономической эффективности газогенераторной электростанции (ГГЭС), по сравнению с дизельной электростанцией, приведен в форме табличных данных в табл. 3.

Таблица 3 - Сравнительная эффективность ГГЭС и ДЭС

Статьи расходов Ед.изм. ДЭС ГГЭС

Капитальные затраты тыс.руб. 178,5 595,4

Расход дизельного топлива кг/год 64000 —

Стоимость дизельного топлива тыс.руб. 1260,0 —

Расход биомассы кг/год — 800000

Цена биомассы руб./кг — 0,7

Стоимость биомассы тыс.руб. — 560

Обслуживание тыс.руб. 60 60

Эксплуатационные расходы тыс.руб. 1373,1 724,7

Приведенные затраты (П=Э+0,067К) тыс.руб. 1385 764,39

Из таблицы 3 видно, что стоимость капитальных затрат у газогенератора значительно превышает вложения в ДЭС, но, несмотря на высокие капиталовложения, газогенераторная установка, за счет низкой стоимости топлива, оказывается экономически более эффективной по сравнению с ДЭС.

Граничные значения эффективного энергетического потенциала геотермальных вод связаны с их температурой. Однако, решающим фактором, определяющим экономические характеристики геотермальной электростанции, является глубина залегания этих вод и, соответственно, стоимость буровых работ, а так же химический состав воды, определяющий выбор материалов энергосилового оборудования и безопасную утилизации отработанной воды. Таким образом, однозначно определить граничные значения энергетического потенциала геотермальных вод, с точки зрения экономической эффективности геотермальной станции, можно только для конкретного проекта.

В качестве общего критерия оценки эффективности использования того или иного вида ВИЭ предлагается использовать показатель рентабельности инвестиций, рассчитываемый по формуле:

Л, = (ТIV, (у^— 3,)/ К,, где i - тип источника энергии; Т- тариф на электроэнергию; IV, (у -вырабатываемый объем энергии в среднем за год; V, . средняя за год интенсивность питания (сила ветра, объем биомассы, температура воды и т.д.); 3, - текущие затраты на функционирование энергоустановки 1-го типа за год; /С, - капитальные затраты.

Выбор данного критерия обусловлен двумя обстоятельствами: - этот критерий позволяет учесть влияние выявленных факторов,

- обеспечивает сопоставимость результатов оценки эффективности при разных объемах вырабатываемой энергии.

Определенный тип ВИЭ предполагается экономически эффективным, если рентабельность его использования выше рентабельности использования дизельной электростанции, традиционной в настоящее время.

Вместе с тем, для территориально удаленных северных районов возможна ситуация, когда рентабельность использования традиционных источников электроэнергии является планово убыточной, либо ниже стоимости привлекаемых для инвестирования источников финансирования. Как правило, эта стоимость может быть выражена через показатель \VACC (средневзвешенная стоимость капитала). В условиях рыночной экономики экономическая эффективность является определяющим фактором для реализации инвестиционных проектов. Поэтому, если рентабельность традиционного источника энергии меньше значения "'Л^АСС, то в качестве нормативного значения экономической эффективности предлагается использовать значение \VACC.

Предложенный подход позволяет определить пороговые значения экономической эффективности использования каждого вида возобновляемого энергоресурса и, соответственно, сформировать допустимые альтернативы использования ВИЭ для данного района и данных условий.

4. Методика формирования оптимальной структуры возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения.

Алгоритм методики определения оптимальной структуры ВИЭ представлен в виде последовательности этапов на рисунке 2.

Последовательность действий по оценке эффективности системы электроснабжения объекта начинается с оценки потенциала возобновляемых энергоресурсов территории на основе предложенной типологии по приоритетным видам ВИЭ источников энергии (этап 1).

Затем устанавливаются факторы, влияющие на эффективность использования конкретного вида ВИЭ. Производится оценка технической выполнимости задания, определяются пороговые значения экономической эффективности использования каждого вида возобновляемого энергоресурса, а так же осуществляется укрупненная оценка экономической целесообразности выполнения проектов электроснабжения (этапы 2-3).

Пороговые значения экономической эффективности использования ВИЭ позволяют сделать выбор конкретного типа ВИЭ для определенных условий. Однако в общем случае мы получаем некоторое множество допустимых альтернатив, отличающихся как типами источников энергии,

так и объемами выработки энергии по временам года, а также в зависимости от иных условий (этап 4).

Рисунок 2 — Этапы методики формирования оптимальной структуры ВИЭ

В связи с этим, возникает необходимость решения задачи формирования оптимальной структуры источников энергии. Для решения указанной задачи в работе предложена оптимизационная модель (этап 5). В качестве критерия оптимизации в модели использован минимум приведенных затрат. Выбор этого критерия обусловлен автономностью энергопотребителя, т.е. объем выработки энергии определяется только режимом энергопотребления. Именно это обстоятельство учитывается в ограничении модели, которое связано с необходимостью обеспечения требуемого уровня мощности, осуществляемое, как правило, за счет дизельных электростанций.

Выбор приведенных затрат в качестве критерия оптимизации структуры ВИЭ требует определения величины коэффициента нормативной эффективности. В предлагаемой методике предполагается указанную величину коэффициента нормативной эффективности Еп определять исходя из условия, сформулированного при решении задачи

определения пороговых значений эффективности: Еп> WACC, либо En^Rd, где R,i - рентабельность дизельной установки.

В формализованном виде этапы предлагаемой методики могут быть представлены в следующем виде.

1.Определение экономически приемлемых конкретных типов энергоустановок по пороговым значениям экономической эффективности.

Обозначения: i - тип источника энергии, / =7,...,/; Т- тариф на электроэнергию;

Wi(vj) - вырабатываемый объем энергии в среднем за год;

V/. средняя за год интенсивность питания (сила ветра, объем биомассы,

температура воды и т.д.);

3, - текущие затраты на функционирование энергоустановки г—го типа за год;

Кi - капитальные затраты;

Rj = (Г IV,(vj— 3,)/ К, - рентабельность i—го типа ВИЭ; Rd - рентабельность дизельной энергоустановки; WACC- средневзвешенная стоимость капитала. Алгоритм.

Если Rt/<WACC, то V / =1,...,/ проверяется условие R,>WACC (*),

иначе V i ...,/проверяется условие

й>/гл**).

Из типов установок, для которых выполняются условия (*) и (**), формируется множество экономически приемлемых типов энергоустановок - D*, cardD* = 1*<1, которые и рассматриваются в дальнейшем.

2. Формирование структуры источников энергии (портфеля). Дополнительные обозначения: W- энергия, требуемая за год; Eni - коэффициент нормативной эффективности,

Xj - переменная: Xi=k, если к установок /-го типа включается в портфель, и, соответственно, Х,=0, если установки 1-го типа в портфель не включаются, ieD* i=l,...,I*.

Оптимизационная модель:

+3: )Х, -> min - минимум приведенных затрат,

ы

при ограничении

- обеспечить производство требуемого объема энергии.

/•1

В результате решения задачи получаем множество £>** энергоисточников, включенных в оптимальный портфель.

3. Обеспечение требуемого уровня мощности по месяцам года. Дополнительные обозначения:

мощность обеспечиваемая источником /-го типа в]—м месяце года; Уу- максимально возможная интенсивность питания в/-м месяце года; Sj - мощность требуемая ву'-м месяце года. Алгоритм.

Находим А= шах (Б—£),]=1,..., /2.

/-1

Мощность приобретаемой дизельной установки должна быть равна Д.

Предложенная методика была апробирована при расчете экономического потенциала возобновляемых источников энергии для районов Томской области.

На основании экономических оценок проведено ранжирование технологий ВИЭ в порядке убывания их эффективности: 1. Газогенераторные электростанции (ГГЭС) на древесном топливе; 2. Ветроэнергетические установки (ВЭУ); 3. Малые ГЭС деривационного типа; 4. Геотермальные электростанции; 5. Использование солнечной энергии.

Результаты формирования оптимальной структуры источников электрической энергии укрупнено по районам Томской области, с учетом принятых ограничений, представлены в таблице 4 (млн. кВт-ч в год).

Таблица 4 - Оптимальная структура источников энергии

Район Существующая выработка (ДЭС) Рекомендуемая структура источников

ВЭУ ГГЭС ДЭС

Александровский 2,16 1,74 0 0,42

Верхнекетский 5,15 0 5,0 0

Каргасокский 10,74 0,8 8,2 1,74

Колпашевский 1,48 0,96 0.23 0,29

Молчановский 1,21 0,2 0,83 0,08

Парабельский 5,76 0,8 4,96 0

Проведенный анализ позволил наметить подходы к разработке программы развития ВИЭ в Томской области, в том числе, определить пилотные проекты, для которых в первую очередь целесообразна разработка технико-экономического обоснования - строительство ГГЭС в п. Степановка Александровского района и установка ВЭУ в п. Новоникольское этого же района.

Итоги апробирования подтверждают адекватность предложенной методики и ее практическую значимость для решения задач

энергообеспечения территориально удаленных (изолированных) потребителей.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проанализировано современное состояние, перспективы и тенденции мирового и российского топливно-энергетического комплексов, их ресурсного потенциала и на этой основе выявлены тенденции их развития; изучены масштабы и перспективы использования в мире и России возобновляемых природных энергоресурсов. На основе проведенного анализа сделан вывод о приоритетности и, в первую очередь, для удаленных и малонаселенных районов использования возобновляемых источников энергии.

2. Выявлены факторы, влияющие на эффективность использования возобновляемых источников энергии в условиях российской экономики.

3. Построена типология территорий Российской Федерации и Томской области по перспективности использования различных видов возобновляемых источников энергии.

4. Предложены критерии и методы определения пороговых значений экономической эффективности использования исследуемых видов возобновляемых источников энергии для выделенных типов территорий.

5. Разработан методический инструментарий решения задачи формирования оптимальной структуры источников энергии.

6. Апробация предложенного методического инструментария на примере удаленных районов Томской области позволила сделать вывод об адекватности и практической значимости предложенного методического инструментария принятия решений.

IV. ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Монографии:

1. Суржикова, O.A. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: монография / Б.В. Лукутин, O.A. Суржикова, Е.Б. Шандарова. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 12,12 п.л. (авт. 4,04 п.л.).

2.Суржикова O.A. Топливно-энергетический комплекс: технико-экономические аспекты: монография / О.А.Суржикова. - М.: Энергоатомиздат, 2010. - 5,63 п.л.

2. Статьи в печатных изданиях, рекомендованных ВАК:

3. Суржикова, O.A. Технико-экономические аспекты энергообеспечения изолированных потребителей [Текст] / И.Е.Никулина, O.A. Суржикова //Известия Томского политехнического университета. -2005. - Т. 308. - № 7. - 0,34 пл. (авт. 0,17п.л.).

4. Суржикова, O.A. Технико-экономические проблемы и перспективы энергоснабжения изолированных потребителей Сибири

[Текст]/ И.Е.Никулина., О.А. Суржикова // Научно-технические ведомости СПб ГПУ. -2006. -№1.-0,38 п.л. (авт. 0,19 п.л.).

5. Суржикова, О.А. Российский электроэнергетический сектор: состояние и перспективы [Текст] /О.А.Суржикова //Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2008. -№ 7-8. - 0,28 п.л.

6. Суржикова, О.А. Мировой электроэнергетический сектор: состояние и перспективы [Текст] /О.А.Суржикова // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. -2008. -№ 9-10. - 0,2 п.л.

7. Суржикова, О.А. Состояние российской электроэнергетики [Текст] /О.А.Суржикова //Известия Томского политехнического университета. -

2008. - Т. 312. - №4. - 0,25 п.л.

8. Суржикова, О.А. Учет изолированных потребителей в региональных энергетических программах [Текст] /О.А.Суржикова//Национальные интересы: приоритеты и безопасность. —

2009. -№.21(54).- 0,22 п.л.

9. Суржикова, О.А. Электроснабжение изолированных потребителей России [Текст] / О.А.Суржикова//Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2010.-№ 3-4/10,47 п.л.

10. Суржикова, О.А. Обеспечение электроэнергией труднодоступных, малонаселенных и удаленных регионов [Текст] /О.А.Суржикова //Региональная экономика: теория и практика. - 2010. -№.11(146). - №. 11 (146). - 0,36 п.л.

3. Прочие публикации по теме диссертационного исследования:

11. Surzhikova, О.А. The condition and tendencies of production and consumption of energy resources in Tomsk region [Текст] / O.A.Surzhikova, I.E. Nikulina //European Journal on Natural History. - 2006. - № 5. - 0,32 п.л. (авт. 0,16 п.л.).

12. Surzhikova, О.А. The problems of electric power supply of remote and sparsely populated Russian regions taking Tomsk region as an example [Текст] /O.A.Surzhikova, B.V.Lukutin, I.E.Nikulina //European Journal on Natural History. - 2006. -№ 1. - 0,12 п.л. (авт. 0,04 п.л.).

13. Surzhikova, О.А. The problems and perspective of electric power supply of isolated consumers [Текст] / O.A.Surzhikova, I.E.Nikulina//European Journal of Natural History. - 2006. - № 2. - 0,22 п.л. (авт. 0,11 п.л.).

14. Surzhikova, О.А. State and perspectives of the world fuel-energy sector of economy [Текст] / O.A.Surzhikova //European Journal of Natural History. -2008. -№ 3. - 0, 21 п.л.

15. Суржикова, О.А. Возобновляемые источники энергии в децентрализованном энергообеспечении районов Томской области [Текст] /О.А.Суржикова, Б.В.Лукутин //Проблемы экономики и управления. -2005. -№ 2. -0,22 п.л. (авт. 0,11 п.л.).

16. Суржикова, O.A. Использование природно-ресурсного потенциала Томской области в энергообеспечении региона [Текст] /O.A.Суржикова //Современные наукоемкие технологии. - 2006. - № 1. -ОД 8 п.л.

17. Суржикова, O.A. Проблемы и перспективы электроснабжения изолированных потребителей [Текст] /О.А.Суржикова, И.Е.Никулина// Проблемы экономики и управления. - 2005. - № 4. - 0,19 п.л. (авт. 0,095 П.Л.).

18. Суржикова, O.A. Состояние и тенденции производства и потребления энергоресурсов в Томской области [Текст] /О.А.СуржиковаШроблемы экономики и управления. — 2006. -№1.-0,22 п.л.

19. Суржикова, O.A. Производство и потребление энергетических ресурсов в Томской области [Текст] / О.А.Суржикова// Современные наукоемкие технологии. - 2006. - № 1. - 0,24 п.л.

20. Суржикова, O.A. Ресурсосберегающее энергообеспечение малонаселенных и энергодифицитных регионов России на примере Томской области [Текст] /О.А.Суржикова, И.Е.Никулина// Проблемы экономики и управления. - 2005. - № 1. - 0,24 пл. (авт. 0,12 пл.).

21. Surzhikova, O.A. The problems of electric power supply of remote and sparsely populated Russian regions [Текст] /I. E. Nikulina, O.A. Surzhikova II Forum of the Asia - Pacific Countries: Materials of the Sixth International Young Scholars'. - Vladivostok: Far Eastern National Technical University, 2005.-0,18 пл. (авт. 0,09 пл.)..

22.Суржикова, O.A. Применение возобновляемых источников энергии в энергообеспечении регионов Томской области [Текст] / O.A. Суржикова, Б.В. Лукутин // Достижения ученых XXI века: сборник научных статей международной научно-практической конференции. -Тамбов: ПБОЮЛ Першина Т.В., 2005. - 0,22 п.л. (авт. 0,11 пл.).

23. Суржикова, O.A. О возможности использования возобновляемых источников энергии для электроснабжения региона Томской области [Текст] / O.A. Суржикова //Экономическое и социальное развитие регионов России: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - 0,24 п.л.

24.Суржикова, O.A. Технико-экономические проблемы электроснабжения удаленных регионов [Текст] / O.A. Суржикова// Экономика и менеджмент: проблемы и перспективы: труды международной научно-практической конференции. - Санкт - Петербург: Издательство Политехнического университета, 2005, - 0,2 п.л.

25.Суржикова, O.A. Возобновляемые энергоресурсы - серьезный резерв повышения эффективности производства и уровня жизни населения удаленных и малонаселенных регионов [Текст] / O.A. Суржикова //Стабилизация экономического развития Российской Федерации: труды

IV-ой международной научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005.- 0,21 п.л.

26. Суржикова, O.A. Электроэнергетика в российском ТЭКе [Текст] / O.A. Суржикова //Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Издательство ТПУ, 2008. - 0,24 п.л.

27. Суржикова, O.A. Электроэнергетика в мировом ТЭКе [Текст] /O.A. Суржикова //Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Издательство ТПУ, 2008. - 0,23 п.л.

28.Суржикова, O.A. Экономическая эффективность использования возобновляемых источников энергии в Томской области. [Текст] / O.A. Суржикова // Системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии: материалы международного научно-технического семинара. -Томск: Издательство ТПУ, 2009. - 0,14 п.л.

29. Суржикова, O.A. Региональные энергетические программы и удаленные, малонаселенные поселения. [Текст] /O.A. Суржикова // Системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии: материалы международного научно-технического семинара. — Томск: Издательство ТПУ, 2009. - 0,16 п.л.

Подписано к печати 26.01.2011. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 23. Заказ №02-11 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Суржикова, Ольга Анатольевна

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УДАЛЕННЫХ И МАЛОНАСЕЛЕННЫХ ПОСЕЛЕНИЙ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ: ПРОБЛЕМЫ, ОСОБЕННОСТИ,

ВОЗМОЖНОСТИ.

§ 1.1. Современное состояние и тенденции развития топливноэнергетического комплекса мира и России.

§ 1.2. Проблемы и основные направления развития энергоснабжения удаленных и малонаселенных потребителей.

§ 1.3. Возобновляемые источники энергии в мире и

России.

§ 1.4. Программа развития использования возобновляемых источников энергии в России.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ, ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

§ 2.1. Основные факторы, влияющие на использование возобновляемых источников энергии для электроснабжения удаленных и малонаселенных потребителей.

§ 2.2. Типология территорий, потенциально привлекательных для размещения возобновляемых источников энергии.

§ 2.3. Критерии и методы оценки эффективности систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии.

§ 2.4. Показатели и методы определения граничных значений экономической эффективности использования возобновляемых источников энергии.

§ 2.5. Методика формирования оптимальной структуры возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения.

ГЛАВА 3. СОСТОЯНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ НА

ТЕРРИТОРИИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ.

§3.1. Электроэнергетический комплекс Томской области.

§ 3.2. Технический потенциал возобновляемых источников энергии Томской области.

§3.3. Оценка экономической эффективности использования потенциала возобновляемых источников энергии в Томской области.

§ 3.4. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии

Томской области.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Формирование оптимальной структуры источников электрической энергии для территориально удаленных районов"

Актуальность темы исследования.

На территории России, даже в районах с развитой энергетической системой, имеется значительное количество мелких потребителей, изолированных от магистральных и распределительных электрических сетей. По всей территории страны насчитывается порядка 30000 таких поселений с населением около 11 млн. жителей.

К этой категории относятся удаленные сельские населенные пункты, горно-лесо-нефте-газодобывающие предприятия, поселения охотников, рыбаков, скотоводов, фермерские хозяйства, а так же другие мелкие потребители, расположенные в удаленных, труднодоступных и малонаселенных районах. Наибольшее количество таких потребителей расположено в Сибири и на Дальнем Востоке.

Так, например, территория Томской области составляет 316,9 тысяч квадратных километров, превышая площадь таких европейских государств, как Великобритания, Италия или Польша. Население же области едва превышает 1 миллион человек, причем, горожан более 2/3. Средняя а плотность населения - 3,4 чел/км . Не присоединенными к электрическим сетям до сих пор остается 41 населенный пункт с населением 33700 чел.

Понятно, что при такой низкой плотности населения и их удаленностью от магистральных электрических сетей, прокладка распределительных сетей к каждому из такого рода потребителей просто невозможна. По этой причине почти половина территории Томской области изолирована от централизованного электроснабжения.

Энергообеспечение таких потребителей осуществляется, как правило, от стационарных и передвижных дизельных электростанций (ДЭС), которых по России насчитывается более 5 тыс. штук и которыми вырабатывается порядка 1,8 млрд. кВт ч электроэнергии при потреблении около ими 0,8 млн. т. у.т. (тонн условного топлива) ежегодно.

На территории Томской области на сегодняшний день находятся в эксплуатации 123 дизельных агрегата. Установленная мощность оборудования составляет 42630 кВт. Необходимый оценочный годовой расход дизельного топлива составляет около 16000 тонн.

В связи с этим проблемы энергоснабжения изолированных потребителей требуют со стороны органов управления повышенного внимания. Однако проектными организациями разрабатываются схемы развития только районных энергосистем, в то время как проблемы энергообеспечения многочисленных мелких изолированных потребителей решаются либо на уровне ресурсопользователей (промышленных предприятий, осуществляющих экономическую деятельность на данной территории и обеспечивающих содержание всей производственной и социальной инфраструктуры), либо региональных и муниципальных властей.

Поэтому задачу энергоснабжения такой категории потребителей принятием разовых мер у отдельных изолированных поселений (замены изношенного оборудования, выделения средств на завоз топлива и т.д.) решить невозможно. Необходимо отказаться от модернизационного подхода и искать и разрабатывать новые пути решения проблемы.

Мировой опыт показывает, что одним из таких эффективных вариантов электроснабжения может быть использование природных возобновляемых источников энергии. Предпринимаемые в СССР, а затем и в России, попытки установки генераторов электрической энергии на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) по целому ряду причин оказались зачастую не только безуспешными, но и существенно дискредитировали саму эту идею.

В связи с этим, актуальна разработка комплексного методического подхода к обоснованию и использованию перспективных направлений с использованием различных типов электроисточников, включающего инструменты оценки эффективности их применения.

Степень разработанности проблемы.

Проблемы электроснабжения удаленных и малонаселенных потребителей исследовались в работах H.A. Петрова, Т.Ф. Тугузовой, Д.Д. Ноговицина, А.П. Шадрина [1-4]. Сравнительной эффективности вариантов электроснабжения такого рода потребителей посвящены работы H.A. Манова, A.A. Калининой, JI.B. Чайки, Ю.И. Колобова [5-7].

В этих работах оценивается эффективность электроснабжения отдельных потребителей, рассматривается только одна технологическая схема производства энергии без учета перспективных альтернативных вариантов.

Научно-техническим основам использования возобновляемых природных энергоресурсов, расчетам валового, технического и. экономического потенциала, технологиям и установкам возобновляемой энергетики посвящены работы П.П. Безруких [8-13], Д.А. Мамедова, В.А. Уварова [14], Н.К. Малинина[15], В.А. Минина [16], В.И. Виссарионова [17], О.В. Марченко [18].

В диссертации изучены многие работы отечественных и зарубежных авторов, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме: Дж.Твайдел [19], И.М. Дворов [20], В.Е. Накоряков [21], Н.И. Воропай [22], Б.В. Лукутин, В.В. Литвак, М.И. Яворский [23, 24], Б.Г Санеев., А.Д. Соколов [25], В.П. Муругов [26], И.Ю. Иванова, Т.Ф. Тугузова [2] и др.

В целом, вопросы электроснабжения мелких и удаленных потребителей, методические подходы к оценке технико-экономической эффективности применения различных типов энергоисточников, а так же целый ряд особенностей развития нетрадиционной энергетики в районах, удаленных от традиционных источников энергообеспечения, подробно не рассматривались и изучены недостаточно.

Целью диссертационного исследования является разработка инструментов формирования оптимальной структуры источников электрической энергии для автономного электроснабжения территориально удаленных потребителей.

В соответствии с поставленной целью исследования потребовалось решение ряда задач, основные из которых следующие:

- изучение особенностей энергоснабжения территориально удаленных районов, исследование масштабов и перспектив использования ВИЭ для их автономного энергоснабжения;

- определение факторов, влияющих на эффективность использования возобновляемых источников энергии в условиях российской экономики;

- построение типологии территорий Российской Федерации по перспективности использования различных видов возобновляемых источников энергии;

- предложение критериев и методов определения пороговых значений экономической эффективности использования технически допустимых видов возобновляемых источников энергии для выделенных типов территорий; разработка методического инструментария решения задачи формирования оптимальной структуры источников энергии; проведение апробации предложенного методического инструментария на примере удаленных районов Томской области.

Объект исследования - системы энергоснабжения территориально удаленных, малонаселенных и труднодоступных районов.

Предмет исследования - управленческие отношения при формировании экономически обоснованного состава и структуры возобновляемых источников энергии в территориально удаленных районах.

Область исследований. Работа выполнена в соответствии с п. 1.1.19 «Методологические и методические подходы к решению проблем в области экономики, организации управления отраслями и предприятиями топливно-энергетического комплекса» паспорта специальностей Номенклатуры научных работников (экономические науки) по специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством: экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами (промышленность)».

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды зарубежных и отечественных авторов по вопросам теории управления, программно-целевого планирования и управления энергообеспечением изолированных потребителей, состоянию и перспективам топливно-энергетических комплексов и возобновляемых источников энергии в мире, России, регионе (Томской области).

При решении поставленных задач использованы общенаучные методы исследования: сравнительный и статистический анализ, группировка и обобщение, сравнения теоретического и практического материала, позволившие обеспечить обоснованные и достоверные выводы и резульаты диссертационного исследования.

Информационную основу исследований составляли данные российских и зарубежных печатных и электронных изданий, официальные нормативно-правовые документы, данные федеральных и региональных органов государственной статистики, органов государственной власти и местного самоуправления Томской области, годовые отчеты предприятий.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в теоретическом обосновании и разработке инструментов формирования экономически обоснованного состава и структуры источников энергии в территориально удаленных районах.

Наиболее существенные результаты, характеризующие научную новизну, состоят в следующем:

- обоснована необходимость перехода электроэнергетической отрасли на альтернативные источники энергии для территориально удаленных районов, выявлены и систематизированы факторы, влияющие на эффективность использования возобновляемых источников энергии;

- разработана типология территорий, потенциально привлекательных для размещения энергоустановок, использующих определенный вид возобновляемых источников энергии;

- предложены критерии и методы определения пороговых значений экономической эффективности использования технически допустимых видов возобновляемых источников энергии; построена модель и разработана методика формирования оптимальной структуры возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения.

Практическая и теоретическая значимость диссертационной работы:

- на основе анализа существующего состояния, перспективного развития изолированных потребителей определены возможные направления совершенствования их энергоснабжения, обеспечивающие снижение объемов завозимого топлива;

- в зависимости от потенциала возобновляемых природных энергоресурсов предложены варианты различных типов энергоисточников на возобновляемых видах энергии;

- дана оценка технико-экономической эффективности использования возобновляемых источников энергии на территории Томской области.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в развитии отдельных положений теории управления предприятиями энергетического комплекса в части критериев и методов формирования оптимальных структур генерирующих мощностей.

Результаты работы предназначены для использования как при оценке технико-экономической эффективности вариантов энергоснабжения отдельных потребителей, так и при разработке региональных энергетических программ, определении первоочередных направлений и мероприятий по вовлечению возобновляемых источников энергии в энергобаланс регионов.

Результаты исследований включены в энергетическую стратегию Томской области на период до 2020г. и в программу развития ОАО «Сахаэнерго».

Апробация результатов диссертационного исследования.

Основные положения диссертации представлены на Международной научно-практической конференции «Достижения ученых XXI века» (Тамбов, 2005), 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Экономическое и социальное развитие регионов России» (Пенза, 2005), Международной научно-практической конференции «Экономика и менеджмент: проблемы и перспективы» (Санкт-Петербург, 2005), IV-ой Международной научно-практической конференции «Стабилизация экономического развития Российской Федерации» (Пенза, 2005), Sixth International Young Scholars' Forum of the Asia-Pacific Countries (Vladivostok, 2005), 3-й Международной конференции «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2007), 13-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Кемерово, 2007), 14-ой Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2008), Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (Томск, 2008).

Публикации. Основные положения и результаты исследования изложены в 29 публикациях общим объемом 24,24 п.л. (авторский вклад -15,53 п.л.), в том числе 2-х монографиях, 4 статьях в зарубежных журналах и 8 изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 150 наименований, и приложения. Материал диссертационной работы изложен на 173 страницах и включает 11 рисунков, 56 таблиц.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Суржикова, Ольга Анатольевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проанализировано современное состояние, перспективы и тенденции мирового и российского топливно-энергетического комплексов, их ресурсного потенциала и на этой основе выявлены тенденции их развития; изучены масштабы и перспективы использования в мире и России возобновляемых природных энергоресурсов. На основе проведенного анализа сделан вывод о приоритетности и, в первую очередь, для удаленных и малонаселенных районов использования возобновляемых источников энергии.

2. Выявлены факторы, влияющие на эффективность использования возобновляемых источников энергии в условиях российской экономики.

3. Построена типология территорий Российской Федерации и Томской области по перспективности использования различных видов возобновляемых источников энергии.

4. Предложены критерии и методы определения пороговых значений экономической эффективности использования исследуемых видов возобновляемых источников энергии для выделенных типов территорий.

5. Разработан методический инструментарий решения задачи формирования оптимальной структуры источников энергии.

6. Апробация предложенного методического инструментария на примере удаленных районов Томской области позволила сделать вывод об адекватности и практической значимости предложенного методического инструментария принятия решений.