Исследование условий и эффективности применения аккумуляционных систем теплоэлектроснабжения в сельских поселениях тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Исследование условий и эффективности применения аккумуляционных систем теплоэлектроснабжения в сельских поселениях"

РГ6 од

~ 5 Д рГосулерственныЯ комитет Российской Федерации по народному образован)!»

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ордена ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ имени Серго Ордлгникидзе

На правах рукописи

Антонов Николай Викторович

Исследование условий и эффективности применения аккумуляционных систем теплоэлектроснаблюния в сельских поселениях

Специальность 08.00.05. - экономика, плангтование, организация управления народным хозяйством и его отраслями

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Шсква - 1903

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательской энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского.

Научный руководитель:

доктор экономических наук Коган »11

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук Эдельман Е И.

кандидат технических наук

I

Тихомиров Е С.

Ведущая организация:

ГПИ и НИИ "Энергосетьпроект" РАО энергетики и электрификации "ЕЭС Россия"

Защита состоится " Л " д-я

1993 г. в часов на

заседании специализированного Совета К 053.21.12 в Государственной Академии Управления им. С. Ордашикидэе по адресу: 109542. Москва, Рязанский проспект. 99, зал заседаний Ученого Совета

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке ГАУ им. С. Орджоникидзе.

Автореферат разослан

1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, доцент, к. э. и. ^

Фомина Е И.

УОП ЭНИНа. Объаы I п.л. 3*киз34. Тираж 100 экз. Носка», Ленинский проспект, 19.

- э -

Сбгдп характеристика работ Актуальность теш наследования. В настояиэе время происходит сыеяа целей я приоритетов экономического ростг., средств их Йоетияэйия. Требования населения к качеству жизни, на которые в йэ давнем проалом обращалось педостаточно внимания, будут после выхода страны из кризиса приобретать особое значение. Реализация эедх требований в сельской местности вызывает необходимость интенсивного развития социальной инфраструктуры, расширения современного жилищного строительства и реконструкции жилого фонда, еовепшнствовалия инженерных систем, в том числе теплоснабжающих. Потребуется новые, технически совершенные, удобные в зкс-ллуатацгги установки отопления и горячего водоснабжения.

К шш принадлежат аккумуляционные системы теплозлектроснаб-ш (АСТЭС) в составе аккумуляционных электроводонагревателей {АЭВН) и покомнатных аккумуляционных электропечей (ДЭП). Они будут альтернативой, прежде всего, традиционным твердотопливным (систем5«! и установкам.

АСТЗС выступает как фактор существенной экономии трудозатрат в условиях дефицита рабочей силы и свободного времени населения, как важное условно повызения комфортности жилищ и обдаст-{йнных зданий, снижения загрязнения окруяавдэй среды. Применение АСТЭС будет способствовать создании нового качества и привлекательности анлья. становясь важны» фактором приживаемости населе--ЙЙя, а следовательно и решения продовольственной проблемы. АСТЭС йодагут решать и такую ватную проблем, как выравнивание графиков нагрузки энергосистем.

Научными проблемами внедрения АСТЭС в 70-80-х годах зани-1Йлся ряд институтов: АКХ им. К. Д. 1§1мфилова, Энергосетьпроект, ЗНИН им. Г. М, Кржижановского, Гипрокоммунэнерго и другие. В настоящее время назрела необходимость возвратиться к этим проблемам. Такая необходимость определяется приблизившимися перспективами

практического применения АСТЭС. а также отсутствием строгого обоснования эффективности и масштабов их внедрения в новых условиях и в особенности тем, что:

1. До сих пор в качестве объектов для внедрения АСТЭС рассматривались лишь крупные и средние населенные пункты с числом жителей от 1,5 до 3 тыс. чел. Однако, сельская система расселения представлена не только крупными и средними, но и малыми поседениями, которые выпали из поля зрения всех исследователей. Теперь ухэ признано, что сохранение и развитие этих поселений является необходимой предпосылкой развития и увеличения социально-экономического потенциала сельской местности. Их значение в обеспечении продовольствием населения страны увеличивается в связи с развитием новых форм организации труда в сельском хозяйстве (аренда, фермерство). Между тем. как показывают обследования, жители малых деревень испытывают основные трудности в организации энерго- и теплоснабжения.

£. В условиях ринка ещое и цены на АСТЭС будут во многом определяться содизльь'ыми, в том числе экологическими, эффектами в потребительской подсистеме. Необходимо особое изучение этих факторов внедрения АСТЭС.

3. Недостаточное внимание уделялось сопутствующим внедрение АСТЭС эффектам в потребительской и внешней подсистемах (высвобождение площади помещений, системный эффект в эиергообъедмнени-ях от выравнивания графиков нагрузки энергосистем и др.).

4. С повышением требований к надежности возникает вопрос оо учете и оценке этого фактора для АСТЭС (существующие методики оценки уровня надежности рассматриваю традиционных сельских потребителей и системы и относятся, прежде всего, к производственным объектам).

5. Экономические показатели отдельных элементов схем определялись недостаточно корректно. Не учитывались:

- необходимость использования качественного топлива в кот-

£ах малой мощности и влияние этого фактора на топливную составившую;

- влияние усовершенствования теплогенераторов (ТГ) на эффективность всей традиционной схемы теплоснабжения.

б. Практически не рассматривались в качестве объектов для внедрения АСТЭС преприятия сферы услуг.

Дели и задачи иследовшпш. Целью настоящей работы является Исследование новых факторов, областей и возможных масштабов эффективного применения АСТЭС в быту и сфере услуг сельских поселений.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи.

Проанализировал зарубежный опыт и тенденции в элеотрифика-Ции процессов теплоснабжения» выявлены условия и факторы, спо-собствукщие широкому внедрении систем электротеплоснабжения в развитых странах. Это позволило исследовать предпосылки и фагао-ры, которые благоприятствуют применению АСТЭС в непроизводственной сфер.) села в современных условиях и на перспективу.

Усовершенствована методика оценки эффективности традиционных и аккумуляционных систем теплоснабжения. Это пооволило более Корректно и полно учесть комплекс факторов, влияющих на эффективность использования альтернативных технологий (социальные, экологические и другие эффекты АСТЭС, требования надежности энергоснабжения).

Изучены региональные особенности сельской системы расселения с выделением малых деревень, расмотрены условия энергоснабжения и обеспечения тепловых нужд поселений разной крупности Яранга).

Определена эффективность применения АСТЭС в селах разного

о

ранга при установке АСТЭС во все* непроизводственной сфере населенного пункта и раздельно в Сыту и сфере услуг. При этом иссле-

йоваяо . влияние на эффективность АСТЭС современных и пег^пектив-< *

- 6 -

ных показателей альтернативных технологий.

Определены возможные масштабы и ограничения на внедрение АСТЭС на примере территорий СНГ, обслуживаемых тремя энергообъединениями с ночным "провалом" графика нагрузки (ОЭС Северо-Запада. Центра и Юга).

Объектом исследования в диссертации являются аккумуляционные системы теплоэлектроснабжения, применяемые в бытовом секторе и на предприятиях сферы услуг сельских поселений.

Предметом исследования в работе является совершенствование методики сопоставления традиционных (твердотопливных) и электри-чеких систем теплоснабжения, оценка на этой основе социально-экономической эффективности и масштабов внедрения АСТЭС в сельских районах.

При подготовке диссертации использовались методические и нормативные материалы, экономическая, социологическая, техническая литература и периодика по вопросам развития непроизводственной сферы села, ее энергетики и электрификации.

Информационной базой исследования послужили отчетные, прогнозные данные, отчеты по научно-исследовательским работам и другие виды экономической и технической информации Шштопэнерго, Министерства экономики, Госкомстата СССР и России, ЭНИВа им. Г. 11 Кржижановского. Энергосетьпроекта. ДНИЩ] инженерного оборудования. ЩШПгравданеельстроя. Информэлектро и др.

Расчеты в диссертации проводились методом сопоставления технологий с использованием имитационной модели.

Научная новизна диссертации состоит в:

- усовершенствовании методики сопоставления традиционных и • лектрических схем теплоснабжения -с учетом социально-экологических и других сопутствующих результатов внедрения АСТЭС;

- выявлении зависимости эффективности применения АСТЭС от размеров сельских населенных пунктов;

- исследовании условий эффективного внедрения АСТЭС и обосновании масштабов их применения с учетом социально-экономической эффективности г сельских поселениях различной величины (при их внедрении в целом в непроизводственной сфере и раздельно в быту и сфере услуг).

Практическая ценность проведенного исследования заключается в том. что оно позволяет более надежно прогнозировать области и масштабы внедрения АСТЭС, а энергоснабяающвм организациям обосновывать тарифы на злегагроэнерггаа

Приведенные в диссертации результаты могут использоваться местными органами власти в целях управления энергетикой села, при решении ими вопросов социального развития, при регулировании тарифов на электроэнергию для быта и сферы услуг, а производите-ляш! теплогенерирующего оборудования - для обоснованной ценовой и рекламной политики.

Апробация и реализация результатов. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзных научно-технических совещаниях и конференциях: "Разработка и реализация региональных программ энергосберелэшга" /Ленинград, 1987 /, "Основные положения концепции развития элеетроэнергетики в Новых условиях хозяйствования" /Шсква, 1990/, "Концепция развития электроэнергетики в новых условиях хозяйствования" /Москва, 1991 /. "Изучение сельских поселений Нечерноземья" /Тверь, 1991/, а тшсте на заседаниях секции бытовой электротехники ВНТО им. акад. Г. II Кржижановского в Иркутске /1991/ и Санкт-Петербурге /1992/.

Результаты научных исследований, содержащиеся р диссертации и отдельные ее положения вошли ^ научные отчеты ЭНИИа им. Г. М. Крхижановшсого по обоснование направлений развития электрификации страны, использовались при выполнении научно-исследовательских работ- по темам "Основные направления соверпенс ,-вования

электроэнергетики на период 2005 года и в более дальней перспективе с учетом задач по энергосбережению и замевдию дефицитных видов органического топлива", " Комплексный прогноз научно-технического прогресса в области электрификации, электроэнергетики и теплоснабжения народного хозяйства СССР на период 1996-2016 гг.", "Комплексная программа научно-технического прогресса на период 1991-2010 гг. Раздел "Электрификация отраслей народного хозяйства", "Разработка стратегии развития электрификации народного хозяйства и сельских районов", "Обоснование социально-экономической эффективности и приоритетов электрификации в условиях рыночной экономики". Эти результаты использовались такш отделом перспективного развития электроэнергетик.: корпорации Росэнэрго и институтом Информзлектро и при выполнении ряда внеплановых работ для бывш. Совета Министров СССР, Минэнерго СССР, Госплана СССР и Минтопэнерго РФ, Технического комитета МИРЭК.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ общим объемом 3,4 п. л., из них автору принадлежит- 2,7 п. л.

Структура и объем диссертации. Диссертация общим объемом 168 с. состоит из введения (8 е.). трех глав (128 с.),заключения и выводов (12 е.), списка литературы (20 е.. 204 наименования) ц 35 приложений. Работа содержит 11 рисунков и 18 таблиц.

Оодаржашю работы.

В первой главе исследуются основные закономерности развития электрификации процессов теплоснабжения в чашей стране и аарубе-хом. Проведен подробный анализ предпосылок и факторов, влияющих на этот процесс. На основе зарубежного и отечественного опыта показаны закономерности развития электротеплоснабжавдих систем (ЭТС). включая АСТЗС. на перспективу в условиях социально ориентированного экономического роста Проведен анализ системы сельского расселения обширных районов европейской части страны.

Установлено, что подавляющая часть предпосылок и условий.

благоприятствующих внедрению АСТЭС зарубежэм, имеется в России и в других частях бывшего СССР.

Подтверждено, что существует обширная об лас?', децентрализованного теплоснабжения, где в настоящее время широко используются котлы и теплогенераторы на твердом топливе, технические и особенно ксйфэртныэ качества которых не отвечают современным требованиям.

Уже сейчас, несмотря на дороговизну электроэнергии по сравнению с органическим топливом, электроэнергия для целей теплоснабжения пользуется все большим спросом. Как и зарубежом, это нашло отражение в том. что на протяжении длительного времени темпы роста ее потребления не тепловые нужды превышают аналогичные показатели по другим процессам. Спрос на электроэнергию для теплоснабжения определяется эффектами, получаемыми в потребительской подсистеме. При достаточно развитой структуре потребительского бюджета и при определенном соотношении цен на топливо и тарифов электроэнергию наступает состояние Резкого повышения ("взрыв") спроса на электроэнергию, потребляемую на тепловые нужды. Эта тенденция проявилась в последние годы в нашей стране, когда относительная селччина прироста расходов электроэнергии на селе составила в 1990 по отношению к 1989 г. 27Х (3,6 мярд. кВт. ч). а в 1991 по отношению к 1990 г. 21Z ( 3.61 млрд. кйг. ч).

По мере формирования рыночных отношений псе большее влияние на процесс внедрения АСТЭС будут оказывать социальные предпосылки. В перспективе по мере усиления социальных аспектов экономического роста, по мере роста реальных доходов населения будет происходить изменение и усложнение структуры потребностей и ценностных ориентации, формирующих проставление об образе жизни. Существенно повысится оценка таких компонентов, как благоустроенное жилье, развитая сфера услуг, возможность рационального использования внерабочего времени, высокое качество опухающей

3*

среды. Эти положения нашли свое подтверждение и при обследованиях. проведенных Смолыским пединститутом (по программе, разработанной автором) в нескольких сельских поселениях Смоленской области в 1892 г.

Внедрение АСТЭС вместо традиционных систем теплоснабжения, ктк показывает зарубем&й опыт, позволит достичь ряда важных социальных результатов: создаст для сельского населения условия комфорта в жилых домах и общественных зданиях, улучшит (при одновременном внедрении электроплит) с,анитарно-гигиенические параметры помещений и снизит загрязнение окружающей среды. Применение АСТЭС сведет к минимуму затраты труда на обслуживание систем теплоснабжения. В целом применение АСТЭС создаст условия проживания, по ряду показателей превышающие городские. Покупка АЭП и АЭБН при их свободной продаже будет способствовать реализации платежеспособного спроса сельского населения.

При дефиците рабочей силы в сельской местности развитие таких экономящих живой труд систем, как АСТЭС, будет одним из важных условий, облегчавших решение проблемы эксплуатации предприятий сферы услуг, особенно малых.

Важным итогом широкого внедрения электротехнологий будет снижение темпов депопуляции сельских районов, прежде всего Нечерноземья, и закрепление рабочей силы на селе. Это, в свою очередь, должно помочь решению продовольственной проблемы.

Установлено, что внедрению АСТЭС буду- способствовать абсолютно увеличивающиеся Ъ ночное время свободная мощность электростанций и пропускная способность электросетей напряжением 35 кВ а рыше. в период 1980-1990гг. пропускная способность электрических сетей этих классов напряжений по разным областям рассматриваемых территорий увеличивалась каждые б лет в среднем в 1,251,4 раза. Благоприятным фактором является совпадение низких расчетных температур отопления и максимальных нагрузок АСТЭС. Это

существенно повышает ночную пропускную способность М 10 кВ и перегрузочную способность трансформаторов 35-110/10 и 10 /0,4 кВ (соответственно на 15-25 и 40-50%).

Важной предпосылкой является наличке в сельской системе расселения на территориях, обслужиг 1емых рассматриваемыми ОЗС, значительной доли мелких поселений. В ОЭС Центра и Северо-Запада они даже преобладают по чтслу и доле в населении (см. таблицу). Мелкодисперсная форма рассоления особенно ха'актерна для обширных районов Нечерноземья. МзлыЯ (в среднем 40-150 жит.) размер эти:: населенных пунктов (НП) позволяет при внедрении АСТЭС использовать существующую пропускную способность сетей 35 кВ и выше. При этом возмояэн полный охват АСТЭС всей непроизводственной сферы в выбранных НИ.

Во второй главе рассматриваются и разрабатываются основные методические принципы и г.одходы к сопоставлению альтернативных технологий. Сделан подробный анализ факторов, определяющих показатели используемых технологий. Проведена экономическая оценка и корректировка этих факторов. На рис. 1 представлен! укрупненная структура альтернативных технологий.

В условиях рынка основой выбора эффективных вариантов остается сопоставление затрат. В диссертации критериальным показателем социально-экономической эффективности электрифшсации является показатель годового социально-экономического эффекта, основанного на сопоставлении приведенных затрат по традиционному и электрическому вариантам с учетом социального результата электрификации. Расчет годового социально-экономического аффекта электрификации производится в общем виде по формуле:

эг - (Сб + Ен х Кб) - (Сэ + Ен Р Кэ) г Эсоц. + Эс , где Эг - годовой социально-экономический эффект; Сб,Кб - текущие затраты и капиталовложения на получение заданного объема полезно потребляемого тепла с помощью традиционных (Оазо-

Таблица.

Распределение сельских НП по крупности на территории трех СОС.

Территория

ООО Сев.-Запада ОЭС центра С8С Ю-а

НП людностью до 500 чел.

_в % от:__

всех НП на! сельского территории!населения на _I территории ,.

98 }

83.5 I

55.6 |

_I.

65 49 16,9

В том числе до 100 чел. _В % от:_

всех НП на| сельского территории(населения на _1территории._

85.7 | 24

70.8 | 15.8 14,8 | 1,1

Укрупненн"ая структура альтернативных схем теплоснабжения

|_Злектроэнергия _

3

I I

I Эл. сети с учетой повыше- ,

_ ния надежности___4

• Г 1

1 I ЛЭП 10 КВ 1 I

Т

' Шотребительские ТП 10/0,4 ' Ч КВ и ЛЭП 0^38 кВ I1

Энергия

Транспорт

Топливо.

Внутрирайонные перевозка и хранение

_топлива_

Шмещения для хранения топлива у потребителя

Системы теплоснабжения и пшцеприготовления и объемы их внедрения

Жиль» лома

АСТЭС+ АСТЭС Водо-

ЮШ пг ш(би- ( АЭП+ грейн. Ш- ТГ

энерг. АЭВН) колон- чи

системы) ка

Электроплиты Плиты на с жиж. газе

¡ания сферы услуг

АСТЭС Отдельно стоящая , котельная Встроенные котельные

Электроплиты

Рис. 1

вых) технологий;

Сэ.Кэ - текущие затраты и капиталовложения на получение заданного

обгема полезно потребляемого тепла с помощью электротехнологий; Л

Эсоц. - сопутствующие социальные эффекты в стоимостном выражении; Эс - другие сопутствующие эффекты в стоимостном выражении (например, высвобождение площади помещений); Ен - нормативный коэффициент эффективности, принят равным О,1.

Как видно из сказанного, в диссертации не в полной мере использовалась категория цен, в частности на электроэнергию и топливо. Здесь учитывалось, что в настоящее время цены не соответствуют общественно-необходимым затратам труда, они перегружены выполнением перераспределительных функций, в них часто отсутствует учет потребительских эффектов, не говоря о развивающихся в настоящее время инфляционных процессах, резко меняющих цены и не поддающихся строгому прогнозу. В то же время социально-экономический эффект использования АСТЭС, как и всякой новой техники, является фактором, определяющим спрос на нее. он же одновременно участвует и в определении цен на оборудование, топливо и энергии Спрос населения является сложной категорией, которая формируется под воздействием ряда факторов, в их числе уровень доходов населения (один из важнейших), их распределение по направлениям расходов, уровень и соотношение цен на различные теплоснабжающие установки и энергоносители, психология потребителя. При этом оценки социально-экономической эффективности и спроса населения тесно взаимосвязана Если нивая техника имеет значительный социально-экономический эффект в сфере потребления, то общество заинтересовано в скорейшей внедрении этого продукта в массовое потребление, а потребитель будет заинтересован в его покупке. Цены будут содержать в себе три "слоя": (1). - приведенные затраты. В определенном приближении их тжно считать основой цен;

(2) - сопутствующие эффекты, в том числе социальные, поддающиеся экономической оценке;

(3) - сопутствующие эффекты, в том числе социальные, не поддающиеся экономической оценке.

В 11«лом учет последних двух "слоев" даст возможность увидеть верхние пределы цены, при 'которых потребитель будет использовать те или иные технологии и энергоносители.

Анализ эффективности мероприятий в непроизводственной сфере требует особого учета "социальных" затрат и "социальных" результатов (эффектов). Экономический эффект здесь неотделим от социального эффекта у потребителя. При этом экономические и социальные результаты могут носить разнонаправленный характер. Системы электротеплоснабжения обычно дороже традиционных, то есть их внедрение не снижает затраты потребителя, но часто даже увеличивает их. Однако, это компенсируется крупными социальными результатами применения ЭТС: намного уменьшаются затраты времени на обслуживание теплоснабжающих установок, на заготовку топлива, резко повышается уровень комфорта в помещениях и т. д. Бее эти результаты требуют отдельного учета Автором усовершенствована методика сопоставления альтернативных систем теплоснабжения с учетом оценки этих социальных результатов; некоторые из них удалось оценить в экономической форме.

Для новых условий были исследованы также показатели потребительского оборудования и внешней подсистемы, связанной с производством и доставкой энергоносителей к потребителям. В работе выявлены и рассмотрены условия повышения КГЩ ТГ и мелких котельных (сейчас он составляет при работе ТГ и котлов на твердом топливе в среднем 40-50Х). Это - совершенствование конструкций теп-логенерируицего оборудования и систем его обслуживания, использование качественного топлива, обеспечение высокой культуры эксплуатации. Установлено, что увеличение среднегодового эксплуата-

ционного КПД примерно на 10% увеличивает стоимость агрегата минимум вдвое-втрое, что окупается только при высоких ценах на топливо. Для обеспечения устойчивой работы мелких котлов требуется использовать угли строго определенного класса крупности (М и О). В связи с этим в расчетах топливной составляющей следует учитывать затраты не на рядовое топливо, как это обыкновенно принято, а на сортовой уголь. Эта надбавка за качество топлива может увеличивать показатели топливной составляющей ТГ и котельных не менее чем на 10-15Х

Для более корректной оценки затрат внерабочего времени населения на обслуживание традиционных систем теплоснабжения предложены новые экономические показатели этих затрат и их динамика во времени. В частности предложено оценивать 1 час высвобождаемого времени по экономическим результатам его использования в личном подсобном хозяйстве для производства дополнительной сельскохозяйственной продукции. Эта оценка, по крайней мере, в 1,5-2 раза превышает исполь^/емый сейчас норматив.

Проанализированы количественные параметры выбросов вредных ве: ;еств в атмосферу при сжигании твердого топлива в мелких котлах и при эксплуатации АСТЭС. а также предполагаемая динамика этих выбросов в перспективе. Это позволило оценить величины экологического ущерба, наносимого сравниваемыми системами теплоснабжения. Использование для теплоснабжения электроэнергии, получаемой при ночной догрузке ТЭС, взамен угольного топлива снижает экологический ущерб примерно в 5-'0 раз.

Доказана значимость учета затрат на дополнительную площадь помещений, занимаемую системами теплоснабжения в жилых домах и зданиях сферы услуг. Более детально, чем в прошлых работах, обоснована необходимость отдельного учета затрат на хранение топлива.в потребительской подсистеме, показана важность этой составляющей при децентрализованном теплоснабжении. В совокуп-

ности на них приходится от 5 до 15% суммарных затрат по традиционным системам теплоснабжения.

Впервые рассмотрены вопросы надежности теплоснабжения при внедрении АСТЭС. Был проведен специальный технико-экономический анализ различных способов обеспечения надежности, особенно в применении к сетевому регервирог<шш. Проанализирована эффективность создания биэнергетической системы теплоснабжения в составе базовой АСТЭС и традиционной системы, выступающей как резервно-пиковая. Для р'-'конструируемых зданий в составе биэнергетической системы предложено использовать существующие отопительные печи.

Учтен в стоимостной форме эффект в энергосистеме от равномерной загрузки генерирующего оборудования, а также затраты в "буферные" потребители при внедрении таких неравномерных потребителей-регуляторов (ПР), как АЭП.

В работе показана необходимость исследования влияния особенностей работы и зарядки АЭП на общую надежность электрической схемы теплоснабжения.

В третьей главе обоснованы конкретные показатели схем и анализируется эффективность внедрения АСТЭС в различных областях непроиьводственной сферы и в поселках разной величина Прослеживается влияние отдельных факторов и показателей на эффективность альтернативных технологий. Определены возможные масштабы и ограничения на внедрение АСТЭС для трех выбранных ООО.

В заключении содержатся основные выводы и результаты.

Выявлена зависимость эффективности применения АСТЭС от размеров сельских населенных пунктов. Результаты расчетов, проведенные на основе предложенной в диссертации методики, анализа реальных систем сельского расселения и энергоснабжения, подтвердили. что областью потенциального эффективного применения АСТЭС являются НП людностью примерно до 500 чел. Показано, что размер таких НП позволяет полностью и эффективно электрифицировать всю

непроизводственную сферу отдельных поселков без усиления сетей 35-110 кВ и выше.

Для ранжировки НП по эффективности внедрения в них АСТЭС была проведена группировка малых поселений по крупности и перспективному набору предприятий сферы услуг (эти признаки определяют и выбор традиционной системы теплоснабжения - индивидуальной или групповой). Для поставленной задачи впервые рассмотрены Ь качестве объектов теплоснабжения комплекс новых предприятий Сферы усДуг малой вместимости (для поселений размером от 35-40 До 100-150 чел.). Наибольшей эффективностью обладают (в порядке ¡-бывания):

- АСТЭС вместо встроенных котельных на объектах сферы услуг tin на 40-70 и 70-150 жителей;

- АСТЭС взамен отдельно стоящей котельной, снабжаюшэй теп-Й5м котгплекс зданий сферы услуг, совместно с АЭВН и электроплитами в быту поселков на 350-500 жителей;

- АСТЭС взамен отдельно стоящей котельной, обслуживающей ЭДания сферы услуг, в НП на 200-350 жителей (в качестве примера - пи. рис.2);

- АСТЭС при их установке совместно в быту и сфере услуг поселков с числом жителей от 40 до 150 чел. и 200-350 чел.,

- биэиергетические системы взамен печей в быту самых малых ЯП и хуторов (с числом гзггелей до 15 чел.);

- АЭВН с электроплитами взамен водогрейных колонок и плит на сжиженном газе в бытовом секторе;

- АСТЭС толысо в бытовом секторе судаственно выигрывают по сравнению с применяемыми в настопщэе время ТГ. Практически рав-ноэЗфективны они в сравнении с усовершенствованными перспективными ТГ (разница о пользу АСТЭС - 5-10Z). Более высокий уровень комфорта в жилище дополнительно свидетельствует в пользу применения АСТЭС.

! ^ 4 /1»

10 Ш

№

лгн"у

М.%1

V)

\

XX

А («)

3(0

г

I №

И

Ж

к №

X

1'ь)

I

Ш

Структура затрат по системам теплоснабжения в населенном пункте на 200-350 аителей.

1 - затраты в обосудование и тепловые сети; 2 - топливная составляющая и стоимость электроэнергии; 3"- затраты во вспомогательные помещения; 4 - зарплата; 5 - величи на прибавочного продукта; 6 - экономическая оценка величины затрат внерабочего времени населения; 7 - оценка затрат на дополнительную площадь помещений по,п система тс-плоснсбяения; 8 - ущерб окружающей среде; 9 - системный эсгфект (ущерб) в энергосистеме; 10 - затраты в системы пгацеприготсзлеяия: 11 - сетевая составляющая В скобках - доля составляющей {%). 2а - с учетом увеличения стоимости эл.энергии дошмно. ци-крзйле... 3 кадцой паре столбцов - 1-й - современней" уровень, 2-й -"перспективный".

I----1

! 2°-!

^ - социальные и сопутствующие трлты (ущербы).

/от

а

(Ч

(щ

I (*!)

ыс>

н

(V

д-

(Ы

I

№

<0(6)

ж §

Ю)

г

т

5«»т *

ТрС^Ц^ЫСМНЫЙ.

' ЛнЛ* ик1

ж

3(()

2.

т

т

<оШ

г

(2Ъ)

I

т

10(1) У.кгл

Шп)

3.

I

т

у.Ч!) к

А

2

(IV

г

ад

Л

М

■ X,

Ш

I

1Щ

е>о »

г; (я

Ш.

т

£<Ь

ЛМ)

т

Щ

чслаг:

лстэс

БыТааьи. систа-МЫ : Тра*ии,иоины1 ЛСТХ.

Рис.

С^вра

-Гуа^ицмокныс. ■

чсли г

3<СТЭС.

Установлено, что последовательность приведенной ранжировки эффективности потребителей с АСТЭО практически не зависит от изменения технического уровня альтернативных традиционных систем.

В традиционных бытовых системах особое место в структуре 8атрат занимает топливная составляющая (50-60%). Поэтому изменение в ценах и стоимости доставю! топлива оказывает существенное влияние на эффективность установки АСТЭС в быту. В то хе время при АСТЭС наиболее высока доля затрат в оборудование и электроэнергию (до 75-90%).

В сфере услуг разница между альтернативными вариантами настолько велика (прежде всего, за счет практического исключения затрат живого труда в вариантах с АСТЭС), что и без учета дополнительных эффектов в экономической форме электрические системы оказываются предпочтительнее. И. наоборот, АСТЭС в бытовом секторе без учета дополнительных эффектов, прежде всего социально-экологических. как гоавило проигрывают традиционным системам.

Комплексное внедрение АСТЭС во всей непроизводственной сфере НП повышает эффективность электрической системы. Улучшает показатели бытовых АСТЭС установка электрических плит вместо плит на сжиженном газе.

Доказано, что основным лимитирующим фактором, влияющим на общие маситабы внедрения АСТЭС. является не сетевой (на уровне 35 кВ и выше), а наличие свободных ночных мощностей в энергообъединениях, На уровне 1995 г. эти мощности не превысят по трем рассматриваемым ОЭС 11-12 млн. кВт, в то время как "провал" на районных подстанциях 35-1и/10 кВ больше этой цифры по крайней мере в 2-3 раза. При ограниченных масштабах возможного производства ночной электроэнергии в ближайшей перспективе следует ориентироваться на выборочный охват АСТЭС целиком малых поселков на территории, обслуживаемой районной подстанцией (РШ) 35-110/10 кВ (в пределах свободной ночной мощности последней).

Это даст также возможность рационально использовать ночную пропускную способность сетей 35 кВ и выше и снизить, тем самым, затраты в сетевую составляющую.

Ориентация на существующий "провал" на РГО не мешает полному охвату АСТЭС всей непроизводственной сферы в выбранных ШЪ

средняя установленная мощность АСТЭС. в них колеблется для значи-а О

тельной части рассмтриваемых территорий от 300 до 1000 кВт, а свободная мощность РГО - от 2,5 до 3.5 тыс. кВ. А.

Очевидно, что наиболее эффективно применение АСТЭС в поселках, ближайших к центрам питания, т.е. к РГО.

При установке только бытовых АСТЭС из-за больших нагрузок я незначительной разницы в их эффективности по сравнению с альтернативными схемами теплоснабжения (в случае сопоставления АСТЭС с усовершенствованными ТГ) можно рекомендовать внедрение АСТЭС в близкорасположенных по отношению к РПС объектах или целых НП< последовательно расположенных по фидеру 10 кЕ Исключение здес£ могут составлять биэнергетические системы в самых малых посело<-ниях вследствие небольшой суммарной мощности в них АСТЗС и расположении таких НП по условиям надежности на коротких отпайка^ от магистрали.

Эффективность АСТЭС в сфере услуг из-за незначительной доли сетевой составляющей в общей структуре затрат относительно мало зависит от удаленности поселка от РПС. Поэтому при небольшой сум марной мощности АСТЭС в сфере услуг (в среднем на поселок от 100 до 200-300 кВт против 400-800 кВт в быту) расположение электрифицируемых НП на фидерах с точки зрения эффективности более сво-. бодно, чем АСТЭС в жилом секторе.

В условиях мелкодисперсной формы расселения, характерной для обширных районов Нечерноземья, возможны случаи, когда в эаг висимости от величины НП, его удаленности от РШ и сущэствуюда* пропускной способности ВЛ 10 кВ даже не потребуется усилен^

последней. В других случаях потребуется усиление лишь некоторых участков ВЛ 10 кВ, и тогда затраты в АСТЭС снижаются в среднем на 10-15Х.

Проведенный анализ показал, что теоретически увеличение сечения проводов существующих ВЛ 10 кВ на 2-3 ступени (как правило, с 35-70 до 90-120 кв. мм) позволяет, иепользозав в основном весь ночной "провал" мощности на РПС, эффективно электрифицировать все поселки на одном из фидеров 10 кВ. отходящих от РГО.

При более дорогой удельной (на 1 дом) мощности потребительских ТП по сравнению с удельной стоимостью ВЛ 0.38 кВ следует идти на минимизацию количества ТП 10/0,4 кВ с максимальным использованием их перегрузочной способности.

Доказано, что повышение надежности электроснабжения потребителей с АСТЭС можно ограничить уровнем распределительных сетей 10 кВ и ниже, так как звено 35 кВ и выше уже сейчас в большинстве случаев обеспечивает достаточный уровень надежности. В ближайшие годы положение станет еще более благоприятным.

Показана эффективность повышения надежности АСТЭС с помощью:

- сетевого резервирования посредством применения двухтранс-форматорных закрытых ТП 10/0,4 кВ в сочетании со строительством либо кабельной линии 10 кВ (как правило, при одновременной реконструкции воздушюй линии 10 кВ для повышения ее пропускной способности), либо в сочетании со строительством воздушюй линии 10 кВ на опорах повышенной прочности (оба эти варианта одинаково эффективны);

- создания биэнергетмеской системы.

Предлагаемые ревеяия сделают применение АСТЭС примерно в равной мере надежным с традиционными сельскими системами теплоснабжения.

Установлено, что величина эффекта от выравнивания графика нагрузки в оэс при внедрении АСТЭС. как ПР. оказывается незкачя-

тельной do отнопению к общему эффекту этих установок.

Важным результатом диссертаций является доказательство того, что рекомендации работы не меняются при изменении показателей альтернативных систем в весьма широких пределах, особенно если эти изменения одинаковы по знаку. Следовательно, действие

ценовых факторов относительно ограничено.

о

В качестве примера рациональной структуры АСТЭС в трех ОЭС принят уровень совмещенной мощности АСТЭС и АЭВН в 14 млн. кВт (совмещение упищости потребительских установок на уровне ОЭС). Эта величина может быть достигнута между 1995-2000 гг. В таких условиях ориентировочный охват АСТЭС и АЭВН (а также электроплитами) населения малых сел трех ОЭС составил бы (при численности населения на уровне 1995г.): бытовыми АЭВН - от 25-35 до 40-45% по разным территориям; бытовыми АСТЭС - от 5-6 до 15%. От 25 до 40% малых сел с числом жителей 30-500 чел. могли бы иметь АСТЭС на предприятиях сферы услуг с учетом развития последней на перспективу. При пересчете ко всему сельскому населению, проживаадз-му на территории трех ОЭС, указанные цифры охвата уменьшаются в 1,5-2 раза для ОЭС Северо-Запада и Центра и в 6-7 раз для ОЭС Юга Внедрение АСТЭС в указанных мааггабах позволило бы высвободить 125-130 тыс. чел. обслуживающего персонала котельных и 200250 млн. чел. -ч внерабочего времени населения. Вытеснение сортового угля из топливноэнергетического баланса села составило бы 5,5-7, 2 млн. т у. т. При этом переход на электроплиты, сопровождающий внедрение АСТЭС, даст экономию более 320 тыс. т у. т. сжиженного газа. Потребление ночной электроэнергии составило бы 1920 млрд. кВг-ч, а полупиковой для работы электроплит - еда примерно 2 млрд. кВтч.

Мэжно предложить на ближайшую перспективу приоритеты развития АСТЭС в быту. Учитывая острую- потребность в горячей воде сельского населения, подготовленность базы по выпуску аккумуляционного оборудования и ограниченные возможности в ближайшие годы повышения надежности электроснабжения потребителей (без чего

нельзя рекомендовать применение электоротопления без дублирования его традиционными установками), в качестве первоочередной задачи рекомендуется установка АЭЕН как в действующем, так и новом жилом фонде, а также создание биэяергетических систем в эксплуатируемом жилье и зданиях сферы услуг. Биэнергетические системы могут быть ориентированы на применение, прежде всего, в самых малых и удаленных поселках, особенно ведущих хозяйство на основе новых форм организации труда. При оживлении в строительстве объектов социальной сферы села, первоочередной будет, по-видимому, также и применение АСТЭС при строительстве новых и переоборудовании старых зданий предприятий сферы услуг в Ш1 са-ных низких рангов (с числом жителей от 40-45 до 100-150 чел.).

Выявлен ряд проблем, требующих дополнительного изучения. Это необходимость более глубокого исследования: надежности ЭТО с учетом особенностей работы АЭП, .влияние теплоизоляции на зффек-т'шность альтернативных схем теплоснабжения, системного эффекта при разной структуре п нерирущих мощностей в ОЭС. В связи с тем. что использование новой техники в быту сопровождается трудноиа-гепцшми социальными, эстетическими эффектами, а они имеют неодинаковую значимостью для разных типов семей (в зависимости от их численного состава, структуры, уровня доходов и т. п.), определив социально-экономической эффективности АСТЭС должно дополняться изучением и анализом реального поведения потребителей, в тс» «исле с помощыэстатпстпчэских кэтодов. Источниками изучения потребительского поведения населения могут быть Скдаэтпые обсле-лования, даншз торговой статистики, опрос населения, международные сопоставления. Поэтому изучение аоздаягого спроса населения должно рассматриваться. как сложная самостоятельная задача.

Таким образец, установлено, что среди сельских ' поселений приоритет для установки АСТЭС должен быть отдай малым селам с числом яггелэй пр!3<эрно до 600 чел.

При определении эффективности применения АСТЭС важными составляющими являются социальные и сопутствующие эффекты электрификации. Без учета этих эффектов бытовые АСТЭС либо проигрывают традиционным системам теплоснабжения, либо примерно равноэффек-тивны им (АЭВН и в некоторых случаях АСТЭС).

Первоочередным будет, по-видимому, применение АСТЭС в сфере услуг и биэнергетических систем в самьгг малых НП.а также АЭВН, Полученные в работе выводы устойчивы в,весьма широких пределах.

Основные положения диссертации опубликованы в 10 работах, в том числе:

1. Эффективность применения аккумуляционных систем теплоэ-лектроснабжения в сельских районах Северо-Запада СССР. - Деп. в Информэнерго. 1986. N 2360-ЭН-86. 0.4 п. л.

2. Эффективность применения электроэнергии в низкотемпературных процессах бытового сектора//Электрификация как фактор экономии производственных ресурсов: Сб. научн. тр. /ЭНИН им. Г. М. Кржижановского. - М.,1986. - 0.6 п. л. (в соавторстве).

а Вопросы надежности электроснабжения сельских непроизводственных потребителей при внедрении аккумуляционных систем теплоэле;строснабжения//Наделность электроэнергетических систем: технике-экономические вопросы и оптимизационные модели: Сб. научн. тр./ЭНИН им. Г. М. Кржижановского. - М.. 1988.- 0.6 п. л.

4. Эффективность электротеплоснабжения с сезонным аккумулированием теплоты//Техника в сельском хозяйстве. 1988. N 3. - 0,4 п. л. (в соавторстве).

5. Электрификация низкотемпературных процессов сельских непроизводственных потребителей и оценка ее экономической эффективности/Методические особенности и опыт прогнозирования электрификации: Сб научн. тр./ЭНИН им. Г. М. Кржижановского. - Ы. .1989. -0,6 п. л.

6. Перспективы электрификации бытового сектора и ее социально-экономическая эффективность//Энергетик. 1992. N5.-0,4п. л.