Обоснование рациональных направлений развития генерирующих мощностей ЕЭС России на долгосрочную перспективу тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Обоснование рациональных направлений развития генерирующих мощностей ЕЭС России на долгосрочную перспективу"

На правах рукописи

ХОРШЕВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

РАЗВИТИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ ЕЭС РОССИИ НА ДОЛГОСРОЧНУЮ ПЕРСПЕКТИВУ

Специальность 08.00.05 - «Экономика и управление народным хозяйством»

(экономика, организация и управление предприятиями, отраслями и

комплексами)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва - 2007

003065263

Работа выполнена в Институте энергетических исследований Российской Академии Наук (ИНЭИ РАН)

Научный руководитель

Ведущая организация

Московский Энергетический Институт (технический университет), г. Москва

Защита состоится 04 октября 2007 г в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д212 049 10 при Государственном университете управления по адресу 109542, Москва, Рязанский проспект, 99, зал заседаний Ученого Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета управления, с авторефератом - на сайте www guu ru

Автореферат разослан <QM» ди&ЩСмМ9^,2007 г

Ученый секретарь Диссертационного Совета, Д212 049 10 кандидат экономических наук,

кандидат экономических наук, заведующий лабораторией ИНЭИ РАН, Веселое Федор Вадимович

Официальные оппоненты

доктор экономических наук, профессор, Эдельман Валерий Иосифович

кандидат экономических наук, Гусев Денис Александрович

Профессор

В Н Фомина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Устойчивый рост экономики страны, сопровождающийся интенсивным увеличением электропотребления, задает масштабные требования к развертыванию инвестиционного процесса в электроэнергетике Соответственно, возрастает важность эффективного управления развитием отрасли, учитывающего структурную реформу и переход к конкуренции В новых условиях должна быть создана новая система регулярного прогнозирования электроэнергетики, обеспечивающая для субъектов рынка и инвесторов целеполагание в виде перспектив развития отрасли на периоды разной продолжительности вплоть до долгосрочной

Объекты генерации, как наиболее капиталоемкие и инерционные, требуют большой заблаговременности принятия инвестиционных решений Поэтому в современной ситуации именно задачи обоснования рациональных направлений развития генерирующих мощностей являются особенно актуальными

Объективная сложность этих задач дополнительно возрастает из-за высокой неопределенности темпов роста спроса и изменения его структуры, эффективности разных типов инвестиционных решений, сценариев реформирования рынка газа и других факторов Это определяет актуальность разработки специальных подходов к формированию рациональных вариантов развития генерации с учетом их устойчивости к возникающим рискам

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является научное обоснование стратегических решений по выбору рациональных направлений развития генерирующих мощностей по основным территориальным зонам ЕЭС России на период до 2020 года

Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач • проанализировать отечественный и зарубежный опыт современных отраслевых и межотраслевых исследований по прогнозированию электроэнергетики и уточнить постановку и этапность выполнения работ по обоснованию направлений развития генерирующих мощностей,

• определить требования к модельному инструментарию и информационному обеспечению задачи выбора рациональных направлений (вариантов) развития генерирующих мощностей в условиях высокой неопределенности,

• разработать технологию формирования рациональных вариантов и инструментарий для оптимизации перспективной структуры генерирующих мощностей с учетом территориально-производственных связей и межотраслевых связей с рынками топлива,

• проанализировать технологическое поле для инвестиционных решений в генерации, используемых при техническом перевооружении действующих и строительстве новых электростанций разного типа,

• исследовать и классифицировать основные факторы, влияющие на выбор перспективных направлений развития генерации, выявить наиболее значимые из них, оценить диапазоны их изменения на период до 2020 года,

• провести многовариантную оптимизацию структуры генерирующих мощностей и оценить ее чувствительность к ожидаемому варьированию основных факторов,

• сформировать рациональные варианты развития генерации для различных сценариев электропотребления на период до 2020 года и обеспечить увязку возможностей их реализации со смежными отраслями ТЭК,

• предложить методические подходы к сравнению альтернативных вариантов размещения конкретных электростанций с учетом индивидуальных технико-экономических показателей, территориальных и системных особенностей

Предметом исследования являются варианты развития генерирующих мощностей ЕЭС России, отдельных ОЭС и территориальных узлов внутри ОЭС на период до 2020 года, методическое и модельное обеспечение работ по их обоснованию

Объектом исследования являются действующие и новые общесистемные электростанции АЭС, ГЭС-ГАЭС и КЭС мощностью свыше 300 МВт

Методологической и теоретической основой исследования являются основные положения системного анализа и методические разработки по долгосрочному проектированию и планированию развития электроэнергетики, исследования по практическому применению методов экономико-математического моделирования, содержащиеся в работах Л А Мелентьева, Н И Воропая, А А Макарова, А С Некрасова, Л Д Хабачева, Е А Волковой, А С Макаровой и других специалистов, методическая база по экономической оценке инвестиционных решений в электроэнергетике, сформированная в работах В П Браилова, П В Горюнова, В И Денисова, А Г Захарина, современная инвестиционная теория, представленная в работах В П Виленского, В Н Лившица, С А Смоляка, Е Р Орловой

Информационной базой исследования являются.

• статистическая отчетность об исходном состоянии и технико-экономических показателях действующих электростанций всех типов, включая данные специализированных организаций (ОРГРЭС, ВТИ и др ) об экспертных сроках достижения турбинным оборудованием предельного срока эксплуатации, индивидуального ресурса (ЭПИР),

• отчетные балансы электроэнергии, мощности, потребления топлива на тепловых электростанциях по районным энергосистемам,

• прогнозные технико-экономические показатели ТЭС, АЭС и ГЭС, оснащенных новыми типами оборудования,

• материалы инвестиционной программы РАО «ЕЭС России», отдельных ОГК и ТГК,

• прогноз динамики и режимов электропотребления, потребности в установленной мощности электростанций, цен и ресурсов топлива для ТЭС на долгосрочную перспективу, выполненные ИНЭИ РАН совместно с ОАО «Энергосетьпроект» и другими организациями

Наиболее существенные научные результаты, полученные автором

1) Выявлена приоритетная роль работ по обоснованию направлений развития генерирующих мощностей на всех этапах прогнозирования развития электроэнергетики На примере программы развития отрасли на 15 лет определены задачи формирования рациональной структуры и территориального размещения генерирующих мощностей, их взаимосвязь с остальными прогнозными задачами

2) Определены требования к модельному обеспечению решения поставленных задач, обоснована необходимая и достаточная степень детализации представления производственной структуры электроэнергетики в технологическом и территориальном разрезе, а также детальность отображения внешних связей с топливными отраслями на перспективу до 2020 года

3) Проведена адаптация разработанного в ИНЭИ РАН модельно-информационного комплекса EPOS с учетом этих требований, в том числе модифицирована динамическая модель оптимизации развития электроэнергетики в ТЭК, обеспечивающая увязку инвестиционных решений по техническому перевооружению и строительству электростанций с требованиями перспективных балансов мощности, энергии и топлива

4) Проведен факторный анализ влияния макроэкономических характеристик и режимных ограничений, а также технико-экономических показателей электростанций на масштабы и технологическую структуру новых генерирующих мощностей На основе многовариантных оптимизационных расчетов исследовано влияние ценовой политики топливных отраслей на конкурентоспособность газовой, угольной и атомной генерации и оценены изменения в структуре мощностей при варьировании условий 'топливоснабжения отрасли (по ценам или ресурсам)

5) Сформированы рациональные варианты развития генерирующих мощностей ЕЭС России, отвечающие различным прогнозам роста потребности в электроэнергии, оценены интегральные показатели их реализации (потребность в топливе, капиталовложения)

6) С использованием динамической оптимизационной модели определены балансовые требования к размещению генерирующих мощностей разного типа по территориальным узлам ЕЭС России, предложена и апробирована методика сравнительной оценки альтернативных вариантов размещения общесистемных электростанций

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций. содержащихся в диссертации, определяется использованием теоретической и методологической базы по прогнозированию развития электроэнергетики и проектированию энергосистем, накопленного отечественного и зарубежного опыта системных исследований и экономико-математического моделирования электроэнергетики и ТЭК, применением методов факторного анализа, риск-анализа, анализа чувствительности решений

Научная новизна исследования состоит в разработке комплексного методического подхода и модельного инструментария для обоснования отраслевых, региональных и корпоративных инвестиционных программ по развитию генерирующих мощностей с учетом мощных межотраслевых связей с топливными отраслями в условиях высокой неопределенности внешней среды

Значение полученных результатов для теории и практики В теоретическом аспекте результаты диссертационной работы вносят заметный вклад в развитие системных исследований сложных производственно-экономических систем в электроэнергетике, обеспечивают их актуализацию для современных технологических, экономических и экологических вызовов Практическое значение предложенных методических подходов, моделей и содержательных результатов определяется возможностью их применения при формировании новой системы регулярного прогнозирования в электроэнергетике как составной части системы управления развитием отрасли, а также при подготовке и обосновании инвестиционных решений

Сведения о реализации и целесообразности практического использования результатов Результаты диссертационной работы были использованы

при разработке «Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 года», выполненной по заданию Минпромэнерго РФ в 2006-2007 гг

Результаты диссертации могут быть использованы в работе государственных органов, ответственных за планирование и контроль реализации инвестиционных программ в электроэнергетике, при формировании федеральных и региональных целевых программ и при разработке государственной инвестиционной политики в отрасли (в частности, при обосновании объемов и направления применения механизма гарантирования инвестиций)

Полученные результаты являются крайне востребованными бизнес-сообществом для использования при разработке корпоративных программ развития генерирующих компаний, обосновании бизнес-планов инвестиционных проектов, оценке стратегических перспектив инвестирования в электроэнергетику

Апробация результатов работы Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях Всероссийской конференции «Энергетика России в XXI веке Развитие, Функционирование, Управление» (Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 12-15 сентября 2005 г), Международной конференции «Моделирование-2006 (Simulation-2006)» (Украина, Киев, 16-18 мая 2006 г), 21-й Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Реформы в России и проблемы управления - 2006» (Москва, ГУУ, 1-3 марта 2006 г), 5-й Международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Украина, Партенит, 1-6 июня 2007 г)

Публикации По теме диссертационного исследования автором опубликовано 9 статей и тезисов докладов, общим объемом 4 п л, в том числе лично автору принадлежит 1,6 п л

Структура и содержание диссертации В содержании представляемой работы выделено введение, три главы, заключение, список использованной литературы и приложения Работа содержит 163 страницы основного машино-

писного текста, включает 28 рисунков, 37 таблиц Список литературы включает 98 наименований трудов отечественных и зарубежных авторов ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цели и задачи исследования, раскрывается научная новизна, приведены основные наиболее значимые научные результаты и показана практическая значимость выполненной работы

В первой главе «Задачи и принципы обоснования перспектив развития генерирующих мощностей в современных условиях» проанализирован отечественный и мировой опыт обоснования приоритетных путей развития электроэнергетики, выделены основные методологические проблемы прогнозирования развития отрасли, изложены общие принципы, методические подходы и основные этапы прогнозной деятельности в современной российской электроэнергетике, сформулированы основные задачи исследования и дана характеристика используемого инструментария

Показано, что среди работ по прогнозированию электроэнергетики центральное место отводится Программе развития электроэнергетики на перспективу до 15 лет (далее «Программа»), и предложена четырехэтапная схема ее выполнения

На первом этапе исследуются взаимосвязи электроэнергетики с экономикой (прежде всего через потребность в электроэнергии и мощности) и топливно-энергетическим комплексом (через ресурсы и цены топлива) На этой основе при каждом сценарии потребности в электроэнергии и мощности определяется раииональная структура генерирующих мощностей по ОЭС. являющаяся основной исходной информацией для последующих этапов разработки прогноза развития электроэнергетики на 15 лет

Целью второго этапа является выбор наиболее предпочтительного варианта развития и размещения отдельных электростанций при каждом сценарии потребности

Цель третьего этапа - выбор схемы развития основной электрической сети ЕЭС, обеспечивающей прогнозируемый спрос на мощность и энергию при заданных вариантах развития и размещения электростанций

На четвертом этапе с учетом отобранных решений по развитию и размещению генерирующих объектов и объектов электрической сети определяются сводные производственные, экономические и финансовые характеристики рекомендуемого варианта развития электроэнергетики, и проверяется его приемлемость с точки зрения смежных отраслей и экономики в целом

Важно отметить, что этот процесс последовательной разработки «Программы» является итеративным, зачастую требующим после решения задач одного из этапов корректировку результатов предыдущих этапов

Показано, что из множества задач, решаемых при разработке «Программы» в современных условиях центральное место занимают задачи выбора рациональной структуры генерирующих мощностей в разрезе ОЭС и обоснования развития и размещения конкретных электростанций по территориальным узлам внутри каждой ОЭС, решаемые на 1 и 2 этапе разработки «Программы» Состав рассматриваемых в диссертации новых генерирующих объектов ограничен так называемыми «общесистемными электростанциями», к которым отнесены конденсационные, атомные и гидроэлектростанции мощностью свыше 300 МВт, а развитие прочих электростанций (включая ТЭЦ) учитывается в виде заданных сценариев В работе дана краткая характеристика основных перспективных технологических решений, предлагаемых при строительстве новых, расширении и техническом перевооружении действующих электростанций разного типа на период до 2020 года При этом для выбора рациональной структуры генерирующих мощностей обоснована допустимость использования укрупненных технико-экономических показателей типовых технологий производства электроэнергии, а для выбора размещения электростанций - показана необходимость применения индивидуальных (проектных) показателей конкретных объектов, учитывающих площадочные и иные условия их размещения

В диссертации на основе анализа отечественного и зарубежного опыта с учетом выявленных особенностей функционирования и развития ЕЭС в современных условиях обосновано использование интегрированной технологии исследования, объединяющей задачи экономического сравнения инвестиционных решений, балансирования спроса и предложения энергии и мощности, выбора рациональной структуры топливоснабжения электростанций в рамках единой процедуры с использованием имитационных расчетных средств и оптимизационной модели

Основные функции оптимизационной модели заключаются в формировании в условиях неопределенности внешних экономических факторов (цен и ресурсов топлива, технико-экономических показателей объектов, уровня спроса и проч ) достаточно широкой области допустимых и эффективных решений и выборе на основе риск-анализа рациональных вариантов развития производственной структуры с учетом их последействия Функции имитационных средств состоят в более «тонкой настройке» параметров производственной структуры с учетом действия внеэкономических факторов, влияющих на состав и размещение объектов электроэнергетики, а также в проверке финансовой реализуемости вариантов инвестиционной программы Имитационные расчетные средства используются также для проведения предоптимизационных расчетов Например, при анализе воздействия основных влияющих факторов на структуру генерирующих мощностей с целью сокращения состава факторов, диапазонов неопределенности их изменения и уменьшения за счет этого размерности модели В настоящее время с участием автора подобная технология реализована в Институте энергетических исследований РАН в' виде модельно-информационного комплекса EPOS

Центральным ядром комплекса является математическая модель развития электроэнергетики в рамках ТЭК Такая модель в динамической постановке задачи линейного программирования (ЛП) обеспечивает выбор перспективной структуры генерирующих мощностей на период 15-20 лет При этом горизонт прогнозирования составляет 30-40 лет, что позволяет учесть в модели «эффект

последействия» для решений, принимаемых в период до 2020 г. В качестве критерия оптимальности используется минимум интегральных, т.е. суммарных за период планирования, дисконтированных затрат па развитие и функционирование отрасли, а также смежных отраслей ТЭК. Таким образом, выбор оптимального решения ориентируется на требования общественной эффективности вариантов развития электроэнергетики.

Структура модели па примере статического блока представлена па рис. 1.

Год

Рис. 1. Структура динамической оптимизационной модели развития электроэнергетики в рамках ТЭК (на примере статического блока).

Во второй главе «Многовариантное исследование факторов, влияющих на развитие генерирующих мощностей ЕЭС России до 2020 года» с использованием имитационного инструментария проанализировано влияние основных факторов неопределенности на масштабы развития и структуру генерирующих мощностей ЕЭС России. Такой анализ позволил определить наиболее значимые из них, наименее значимые исключить из дальнейшего рассмотрений и, таким образом, существенно сократить объем входной информации для оптимизационной модели и ее размерность.

1 :1 í|:ebl>n;3HHR Н '.EL^tJ huüi.:x 'Jí:nJ(Hr.r.iií^

«та поэтажен яп ■ ]ь будущих лет

замены

ПрОИЫЗОДСГЙСЬШЫЙ блок (балансы мощности. JI энергии по регао

ИЖССПЩЕЮН ный бШк (ннвестищюнкьгс альтернатиьы для норых и дсистгеромих станций) ''

Год

Год Т+1

Блок топлгпюобеедечения (потребности, ресурсы и д«ш топлива /балансы тошшм)

новпенные ности

тростанций

производственные и транспортные мощное г* гоппивных отраслей

Выявлено, что основными факторами, определяющими масштабы развития новых генерирующих мощностей, являются прогнозная динамика мощности действующих электростанций, обусловленная физическим и моральным износом оборудования, и прогнозируемая динамика потребности в установленной мощности по ОЭС и ЕЭС в целом Проведенные исследования показали (рис 2), что в целом по России наиболее значимым фактором, определяющим потребность в новых генерирующих мощностях, в период до 2020 г является интенсивный рост потребности в установленной мощности электростанций страны

Рис 2 Потребность в новых генерирующих мощностях электростанций

России ■

Показано, что наиболее сильное влияние на структуру генерирующих мощностей, те на соотношение мощности разных типов общесистемных электростанций, оказывают следующие факторы

- размер зон суточных и годовых графиков нагрузки и режимные ограничения на масштабы использования генерирующих источников разных типов,

определяющие допустимое соотношение пиковых, маневренных и базисных типов генерирующих источников,

- сравнительная эффективность разных типов генерирующих источников (с учетом неопределенности технико-экономических показателей и цен топлива) при разных режимах их годового использования, определяющая приоритетные типы генерации для каждой зоны графика нагрузки,

- различного рода ресурсные ограничения (например, на поставки топлива для ТЭС)

Исследовано влияние каждого из этих факторов при изменении их значений в широком диапазоне В качестве примера в табл 1 представлены результаты исследования сравнительной эффективности разных типов генерирующих источников в ОЭС Урала и ОЭС Центра по показателю удельных дисконтированных затрат на производство электроэнергии при их работе в базисной и маневренной зоне графика нагрузки

Таблица 1

Сравнительная эффективность различных источников базисной и маневренной мощности при максимальных удельных капиталовложениях,

цент/кВт* ч

Тип станции Базисная зона Маневренная зона

Центр Урал Центр Урал

Новая ПГЭС 54 52 65 63

Новая КЭС на угле 50 46 68 65

Расширение КЭС на угле 46 42 63 60

Новая АЭС 44 44 - -

Расширение ПГЭС 53 5 1 62 60

Замена ПГУ 47 44 55 53

Анализ результатов оценки сравнительной эффективности различных типов генерации при работе в различных зонах графика нагрузки в период до 2020 г позволяет сделать следующие выводы

• обеспечение прироста потребности в базисной мощности европейских районов страны целесообразно осуществлять за счет развития новых мощностей АЭС и угольных КЭС При этом в ОЭС Северо-Запада, Центра и Юга бо-

лее предпочтительны АЭС, а в ОЭС Средней Волги и Урала - расширяемые угольные КЭС,

• развитие обновляемых и расширяемых парогазовых мощностей в качестве источников базисной мощности экономически оправдано только в Тюменской области (при относительно дешевом газе),

• для обеспечения прироста потребности в маневренной мощности европейских районов страны эффективно использовать новые парогазовые мощности - в первую очередь вводимые при замещении устаревших паротурбинных газомазутных мощностей, а затем - при расширении действующих электростанций,

• для обеспечения потребности в пиковой и маневренной мощности в ОЭС Сибири и Востока наиболее предпочтительным является использование ГЭС (как действующих, так и новых), а для обеспечения потребности в базисной мощности - угольных КЭС и ГЭС,

• для обеспечения потребности в пиковой мощности европейских районов эффективно развитие новых ГЭС (в основном в ОЭС Юга) и ГАЭС (в ОЭС Центра и ОЭС Северо-Запада), которые при прогнозируемых технико-экономических показателях и устойчивом росте цен газа имеют преимущества перед альтернативными газотурбинными электростанциями (ГТЭС)

Проведенные предоптимизационные расчеты позволили оценить влияние каждого из факторов в отдельности, сократить диапазон неопределенности их изменения, исключить наименее значимые из дальнейшего рассмотрения

Однако, совокупное влияние всех факторов может быть оценено только в рамках системных исследований с использованием оптимизационной модели развития электроэнергетики в ТЭК В работе представлено описание такой оптимизационной модели, адаптированной для решения сформулированных выше задач обоснования перспективных направлений развития генерирующих мощностей России на период до 2020г

При этом особенное внимание уделено рациональному эквивалентиро-ванию представления электроэнергетики и топливных отраслей в территориальном и технологическом разрезах

За основу территориального представления производственной структуры электроэнергетики при определении рациональной структуры генерирующих мощностей принята традиционная детализация по ОЭС При обосновании развития и размещения конкретных электростанций такая детальность недостаточна - в связи с чем в модели выделены более 40 территориальных узлов (отдельных региональных энергосистем или их групп)

Для решения поставленных в исследовании задач принятое технологическое представление производственной структуры электроэнергетики, отражает

- основные типы генерирующих мощностей, использующих различные энергоресурсы и существенно различающихся экономическими характеристиками производства электроэнергии (ГЭС, АЭС, КЭС и ТЭЦ на газе и угле) Для ТЭС такая детальность недостаточна, и их целесообразно дополнительно дифференцировать по более частным технологическим признакам (техническое состояние, состав основного оборудования электростанций, вид сжигаемого угля и др),

- альтернативные варианты технического перевооружения и расширения действующих, строительства новых генерирующих мощностей разного типа с учетом динамики НТП,

- технологические возможности взаимозамены различных видов органического топлива на действующих, обновляемых и новых ТЭС

При моделировании топливных отраслей в модели выделены основные угольные бассейны и около 20 основных районов потребления угля, добыча газа представлена в виде основных районов газодобычи, а условия поставки газа -в виде эквивалентной схемы магистральных газопроводов с выделением 30 узлов потребления, включая основные экспортные направления

Информационное наполнение исходной базы, используемой и необходимой для формирования задачи линейного программирования с требуемой де-

талыюстью представления производственной и территориальной структуры отрасли и горизонта оптимизации, предопределило большую размерность оптимизационной модели около 150 тысяч уравнений, 300 тысяч переменных и более 1,5 миллиона ненулевых элементов матрицы Использование такой сложной и объемной модификации оптимизационной модели развития электроэнергетики в ТЭК позволяет адекватно и в полной мере решать поставленные в диссертационном исследовании задачи

В третьей главе «Обоснование выбора рациональной структуры и размещения генерирующих мощностей при актуальных сценариях развития экономики и ТЭК» на основе изложенной в главе 1 методики и с учетом выполненного в главе 2 отбора основных влияющих факторов при каждом сценарии электропотребления сформирован рациональный вариант структуры генерирующих мощностей ЕЭС России в разрезе ОЭС и оценены основные интегральные показатели развития электроэнергетики страны при его реализации

Исследована чувствительность выбираемой структуры генерирующих мощностей и выявлено устойчивое «ядро» решений, которое является основой выбора рациональной структуры генерирующих мощностей каждой ОЭС Для этого проведены многовариантные расчеты при различных сочетаниях влияющих факторов

В качестве примера в табл 2 показаны результаты исследования чувствительности структуры мощностей основных типов общесистемных электростанций России и ЕЕЭС к изменению соотношения цен и ресурсов топлива для ТЭС при базовом сценарии электропотребления В ходе проведенных исследований выявлено, что наиболее чувствительными к изменению соотношения цен топлива и ресурсов газа являются ПГЭС - при варьировании влияющих факторов в принятых диапазонах их мощности на уровне 2020 г изменяются от 31,8 до 58,2 млн кВт, т е практически в два раза Мощности угольных КЭС изменяются в пределах от 45,3 до 64,2 млн кВт, т.е. примерно на 40% Сравнение всех полученных структурных соотношений при различных значениях влияющих факторов позволило определить минимальные «гарантированные» значения

установленной мощности каждого типа электростанций в каждой ОЭС Эти «гарантированные» мощности отличаются высокой стабильностью при неизбежных в перспективе колебаниях ресурсов и цен топлива, а также технико-экономических показателей электростанций и составляют устойчивое «ядро» решений, на основе которого выбирается рациональный вариант структуры генерирующих мощностей ОЭС до 2020 г для каждого сценарии электропотребления

Таблица 2

Характеристика устойчивого «ядра» структуры генерирующих мощностей при базовом сценарии электропотребления на 2020 г, млн кВт

Влияющие факторы

изменение соотношения цен изменение ресурсов

Показатели газа и угля газа для ТЭС, млн тут

базовый вариант базовый вариант гарантированная мощность, млн

1 9 2 05 22 2 35 242 227 кВт

РОССИЯ

пгэс 58 2 45 8 41 35 8 41 31 8 31 8

АЭС 44 3 51 1 52 3 52 3 52 3 52 3 44 3

КЭС на угле 45 3 51 3 55 60 4 55 64 2 45 3

ЕЕЭС

ПГЭС 56 8 44 4 39 6 34 4 39 6 30 4 30 4

АЭС 42 48 8 50 50 50 50 42

КЭС на угле 22 6 24 6 28 3 33 7 28 3 37 5 22 6

Таблица 3

Рациональная структура генерирующих мощностей России при базовом сцена-

рии электропотребленйя, млн кВт

2005 г. 20X0 г. 2015 г. 2020 г.

Установленная мощность - всего, млн. кВт 209.5 249.0 293.0 340.4

Гидроэлектростанции 44 9 50 2 56 6 67 2

Атомные электростанции 23 3 26 7 37 9 53 1

Тепловые электростанции 141 3 172 0 198 5 220 1

в т ч ТЭЦ - всего 76 4 90 6 97 6 108 7

КЭС-всего 649 81 4 100 9 111 3

паротурбинные на газомазуте 37 6 36 9 14 0 65

парогазовые и газотурбинные 22 13 2 35 4 42 8

паротурбинные на твердом топливе , 25 1 31 2 514 62 1

В табл. 3 и на рие.З представлена рациональная структура генерирующих мощностей России до 2020 г, при базовом сценарии электропотребления, анализ которой позволяет сделать следующие выводы:

I П.И1

Рис. 3. Рациональная структура генерирующих мощностей России при базовом сценарии электропотребления, %.

- и связи с бурным развитием атомной энергетики в период до 2020 г. существенно возрастет доля АЭС в суммарной мощности электростанций страны (от 11,1 % в 2005 г, до Е5,6% в 2020 г.), при этом суммарная доля нетопливных источников (АЭС и ГЭС-ГАЭС) увеличится всего лишь менее чем на 3% (от 32,6 % в 2005 С. до 35,3% в 2020 г.);

- газ как экологически наиболее чистый вид топлива используется, в первую очередь, для обеспечения растущей потребности в тепле и направляется на развитие теплофикации не только в европейской части НЭС, но и в газифицированных районах восточной части страны;

- увеличение доли КЭС на газе характерно лишь для ближайшего пятилетия, когда при ускоренном росте эле ктр о потреблен и я можно добиться соответствующего нарастания генерирующих мощностей только за счет развитии ПГЭС, имеющих наименьшие сроки строительства, и предзамены оборудования на действующих газомазутных КЭС; в последующие годы мощность КЭС

на газе сохраняется на уровне 2010-2012 гг.. а их доля в суммарной установленной мощности страны будет снижаться (от 20,1 % в 2010 г. до 14,5% в 202()г.);

- прогнозируемый прирост мощности конденсационных электростанций в период 2013-2020 гг. будет осуществлен в основном за счет расширения действующих и строительства новых угольных КЭС, что позволит увеличить их долю с 12% в 2005 г. до I 8,2% к 2020г.

Устойчивость рационального варианта структуры генерирующих мощностей при базовом сценарии электропотребления подтверждается сравнением мощности АЭС, угольных КЭС и ПГЭС с величинами их «гарантированной» мощности: в целом по России более 75% мощности ПГЭС, 84% мощности угольных КЭС и свыше 83% мощности АЭС на уровне 2020 г. оказываются инвариантными к изменению внешних факторов.

Сценарниэпеетропотреблокяя

Рис. 4. Изменение структуры мощности общесистемных электростанций ЕЕЭС при варьировании электропотребления (2020 г.).

В диссертационной работе проанализировано влияние уровня потребности п электроэнергии и мощности па структуру генерирующих мощностей на примере ЕЕЭС России. Как видно из рис. 4, с ростом уровня элсктропотребления основной прирост мощности будет происходить в основном за счет нара-

щивания мощности расширяемых и новых угольных КЭС, и, в меньшей степени - новых АЭС (что связано в первую очередь с заявленными предельными возможностями предприятий атомной промышленности), при этом мощность вводимых ПГЭС останется практически неизменной

Для выявленных рациональных вариантов структуры генерирующих мощностей при рассмотренных сценариях электропотребления определены основные интегральные показатели, наиболее полно характеризующие энергетические и экономические последствия их реализации, а именно

■ объемы производства электроэнергии по типам генерации,

■ объемы потребления органического топлива (по видам),

■ необходимые вводы генерирующих мощностей и потребность в капиталовложениях

Выявленная рациональная структура генерирующих мощностей при каждом сценарии электропотребления может быть обеспечена при разных вариантах размещения, сроках и величинах ввода мощности конкретных электростанций каждого типа, а в ряде случаев даже с изменением типа электростанций

При сравнении альтернативных вариантов размещения электростанций одного типа по отношению к дефицитным узлам нагрузки технико-экономическое сопоставление должно выполняться по суммарным дисконтированным затратам на конкретную электростанцию и передачу ее мощности к дефицитным узлам нагрузки

Выбор размещения электростанций одного типа проиллюстрирован на примере сравнения эффективности варианта расширения действующей Волгодонской АЭС с вариантом сооружения новйй Башкирской АЭС для обеспечения потребности в мощности ОЭС Урала

Сравнение вариантов показало, что продолжение строительства на уже освоенной площадке Волгодонской АЭС по капиталовложениям в электростанцию существенно дешевле, чем освоение новой площадки Башкирской АЭС В таких условиях, даже с учетом дополнительного сетевого строительства для передачи мощности до узла дефицита в ОЭС Урала, вариант развития Волгодон-

ской АЭС по суммарным дисконтированным затратам является приоритетным Однако, если капиталовложения в строящуюся Волгодонскую АЭС окажутся не столь оптимистичными, как прогнозируется сейчас, выводы об эффективности сравниваемых вариантов размещения АЭС могут оказаться противоположными

Выбор рационального развития и размещения конкретных электростанций разного типа проиллюстрирован на примере развития ГЭС и угольных КЭС Сибири для обеспечения потребности в мощности ЕЕЭС В примере варьируется установленная мощность предлагаемых к сооружению ГЭС Сибири, объем их использования в зимнем суточном графике нагрузки ОЭС Сибири, мощность альтернативных КЭС на канско-ачинском угле, объемы мощности и энергии, передаваемой в ОЭС Центра и ОЭС Урала

Для сравнения разных вариантов в общем случае необходимо

1) выполнить анализ возможного использования мощности ГЭС Сибири в зимнем суточном графике нагрузки каждой из трех рассматриваемых ОЭС с учетом динамики роста максимумов нагрузки,

2) проверить техническую допустимость наиболее сложных зимних суточных режимов работы всех типов электростанций в период ночного минимума нагрузки ОЭС,

3) выделить варьирующуюся по вариантам часть баланса электроэнергии для последующего расчета разницы вариантов по величине ежегодных топливных затрат,

4) выровнять по мощности и по отпуску электроэнергии варианты, различающиеся величинами собственных нужд электростанций и потерь при электропередаче,

5) определить величину капиталовложений, условно-постоянной части ежегодных затрат и в целом дисконтированные затраты на изменяющиеся по вариантам и по годам рассматриваемого перспективного периода электростанции и электрические связи

В диссертационной работе сформированы и рассмотрены 3 основные варианта развития ГЭС Сибири

Вариант 1 - предусматривающий максимальное развитие ГЭС Сибири, в том числе ввод наиболее крупной Эвенкийской ГЭС, с передачей ее мощности и энергии в ОЭС Урала и ОЭС Центра При этом будет иметь место неполное использование мощности всех остальных ГЭС Сибири и одновременно вынужденное использование части ГЭС в базисной зоне графика нагрузки ОЭС Сибири

Вариант 2 - предусматривающий более умеренное развитие ГЭС Сибири (при исключении самой крупной и спорной Эвенкийской ГЭС) В этом случае потребность в маневренной мощности ОЭС Центра и ОЭС Урала может частично обеспечиваться за счет увеличения использования мощности всех остальных действующих и новых ГЭС Сибири Поскольку возможности такого увеличения недостаточны для полной компенсации исключаемой мощности Эвенкийской ГЭС, в этом варианте требуется сооружение дополнительных (заменяющих) КЭС на угле для замещения ГЭС в базисной зоне графика нагрузки ОЭС Сибири при передаче мощности и энергии в ОЭС Центра и ОЭС Урала

Вариант 3 - предполагающий отказ от сооружения всех новых ГЭС, кроме уже строящейся Богучанской При таком варианте предполагается возможность передачи в ОЭС Центра и ОЭС Урала неиспользуемой в собственном графике нагрузки мощности действующих ГЭС Сибири (включая Богучан-скую) Соответственно, в этом варианте требуется еще большее развитие угольных КЭС, замещающих исключенные новые ГЭС

В соответствии с приведенным выше алгоритмом проведено сравнение вариантов развития ГЭС Сибири, выполнена оценка общественной эффективности вариантов (табл 4) по величине суммарных дисконтированных затрат

Полученные результаты позволяют сделать следующие основные выводы

- строительство Эвенкийской ГЭС с рассмотренными в работе показателями с передачей ее мощности в ОЭС Центра и ОЭС Урала в виду ее низкой эффективности представляется нецелесообразным,

- наиболее эффективным оказался вариант минимального развития ГЭС Сибири с увеличенным развитием угольной генерации и передачей мощности в ЕЕЭС России Эффективность этого варианта определяется, прежде всего, снижением расхода органического топлива в ОЭС Центра и ОЭС Урала

Таблица 4

Основные составляющие интегральных затрат по вариантам развития

ГЭС и КЭС Сибири, млрд долл

Варианты

1 2 3

Капиталовложения 32 1 28 5 34 7

Условно-постоянные издержки 10 3 185 27 7

Экономия затрат на топливо -4 0 -10 4

Затраты на выравниваемую электроэнергию 08 -2 4

Суммарные затрат - ВСЕГО 42 4 43 8 49 7

Суммарные дисконтированные затраты 44 3 35 0 32 8

Подобный анализ должен быть проведен и по другим вариантам размещения общесистемных электростанций Только на основе анализа и сопоставления всей возможной совокупности вариантов размещения могут быть даны рекомендации по рациональному развитию и размещению электростанций на территории каждой ОЭС

На рисунке 5 представлена выполненная с участием автора и использованная при разработке «Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 года» приближенная оценка количества выбранных площадок размещения новых, а также обновляемых и расширяемых общесистемных электростанций на территории каждой ОЭС при базовом сценарии электропотребления

ЕИ -АЭС I I - ГЭС и ГАЭС

■ м.мц у I ^^^

1Ш1111 - новы* газом ззу ты» КЭС

. но^ых угольные КЗС -обновляемых и расширяемых угольных КЭС

-обновляемых и расширяемых газомазутнмхКЭС

1 ;; 5 = ОЭС Юга ОЭС Сноирн

Рис, 5. Количество выбранных перспективных площадок размещения новых, обновляемых и расширяемых общесистемных электростанций в ОЭС (базовый сценарий электропотребления).

В заключении обобщены основные результаты, полученные в холе исследования и практического применения использованных методических подходов;

1. Показано, что в современных условиях развертывания инвестиционного процесса и хозяйственного реформирования отрасли, обоснование направлений развития генерирующих мощностей является центральной составляющей для каждого из этапов прогнозирования и электроэнергетике. Предложен методический подход к решению этой задачи, обеспечивающий взаимосогласованный выбор рациональных вариантов структуры генерирующих мощностей но ОЭС и территориального размещения конкретных электростанций внутри ОЭС.

2, Обосновано применение комплексного методического подхода к формированию рациональных вариантов развития отрасли с использованием имитационных я оптимизационных расчетных средств, обеспечивающего компро-

мисс между экономически оптимальными инвестиционными решениями и внеэкономическими ограничениями по технологическим, экологическим и прочим возможностям развития генерирующих мощностей

3 Проведена адаптация модельно-информационного комплекса EPOS к решению поставленных задач выбора структуры и размещения электростанций в динамической постановке и с учетом внешних связей с топливными отраслями, позволяющих оценивать последействие инвестиционных решений, принимаемых при различных сценариях ценообразования на рынках топлива

4 Выполнен качественный и количественный анализ факторов, влияющих на масштабы и структуру генерирующих мощностей в ЕЭС России на период до 2020 года с учетом сравнительной эффективности разных типов электростанций в региональном разрезе и при их использовании в различных зонах графика нагрузки, выявлены наиболее значимые факторы

5 Предложена технология построения рациональных вариантов структуры генерирующих мощностей в условиях неопределенности на базе многовариантной оптимизации и формирования устойчивого «ядра» инвестиционных решений, инвариантного к изменению комбинаций влияющих факторов В ходе апробации данной технологии сформированы рациональные варианты развития генерации в ЕЭС России на период до 2020 г для двух существенно различных уровней электропотребления и их территориального распределения

6 Предложены и апробированы методические подходы к выбору вариантов размещения конкретных электростанций, учитывающие влияние площадочных условий на уровень капитальных затрат, а также вклад системных эффектов, включая затраты на выдачу мощности и усиление межсистемных связей, а также затраты на топливо при изменении режимов использования генерирующих мощностей в энергосистемах

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Хоршев А А. Приоритеты и масштабы инвестирования в электроэнергетику России // Российское предпринимательство - 2007 - №8 - Выпуск 2 -с 57-61 (0,2 п л )

2 Волкова Е А, Урванцев В И, Хоршев А А, Шульгина В С Сравнение разных вариантов передачи мощности и энергии из ОЭС Сибири в ОЭС Центра и ОЭС Урала // Электрические станции - 2007 - №8 - с 2-10 (0,6 п л, в т ч принадлежит лично автору 0,2 п л )

3 Веселов Ф В , Курилов А Е, Хоршев А А Построение и использование моделей линейного программирования в задачах развития энергетики // Сборник трудов конференции Моделирование-2006 (Simulation-2006) 16-18 мая 2006 г - Киев, Институт проблем моделирования в энергетике им Г Е Пухова НАН Украины - 2006 - с 147-152 (0,6 п л, в тч принадлежит лично автору 0,25 п л)

4 Хоршев А А Задачи обоснования развития генерирующих мощностей при долгосрочном планировании электроэнергетики // Реформы в России и проблемы управления - 2006 Материалы 21-й Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов Вып 1 / ГУУ - 2006 - с 203-205 (0,15 п л)

5 Веселов Ф В , Волкова Е А, Макаров А А, Макарова А С , Хоршев А А Методические подходы к среднесрочному прогнозированию электроэнергетики России в условиях реформирования // Энергетика России в XXI веке Развитие, Функционирование, Управление / Сборник докладов Всероссийской конференции 12-15 сентября 2005 г - Иркутск, ИСЭМ СО РАН - 2005 - с 534-541 (0,6 п л, в т ч принадлежит лично автору 0,1 п л )

6 Веселов Ф В , Новикова Т В., Хоршев А А Инвестиционная политика в процессе реформирования электроэнергетики // Энергетика России в XXI веке Развитие, Функционирование, Управление. / Сборник докладов Всероссийской конференции 12-15 сентября 2005 г - Иркутск, ИСЭМ СО РАН - 2005 - с 572-582 (0,7 п л, в т ч принадлежит лично автору 0,25 п л )

7 Хоршев А А Оптимизация инвестиционных решений по обновлению мощностей действующих ТЭС // Реформы в России и проблемы управления -2004 Материалы 19-й Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов Вып 1/ГУУ -2004 - с 126-128 (0,15 п л )

8 Ерохина И В , Новикова Т В , Хоршев А А Масштабы внедрения ПГУ и ГТУ в среднесрочной перспективе // Газотурбинные технологии - 2005 -№6 - с 6-9 (0,3 п л , в т ч принадлежит лично автору 0,1 п л)

9 Веселов Ф В , Ерохина И В , Новикова Т В , Хоршев А А Конкурентоспособность действующих и новых генерирующих мощностей в условиях дерегулирования рынка российского газа // Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа / Сборник научных трудов 5-ой международной научно-практической конференции 1-6 июня 2007 г - Киев, Институт проблем моделирования в энергетике им Г Е Пухова НАН Украины - 2006 - с 48-56 (0,7 п л , в т ч принадлежит лично автору 0,2 п л)

Подп в печ 21 08 2007 Формат 60x90/16 Объем 1,75 п л

Бумага офисная Печать цифровая Тираж 50 экз Заказ № 708

ГОУВПО «Государственный университет управления» Издательский дом ГОУВПО «ГУУ»

109542, Москва, Рязанский проспект, 99, Учебный корпус, ауд 106 Тел/факс (495) 371-95-10, e-mail dinc@guu ru www guu ru

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Хоршев, Андрей Александрович

Введение.

Глава 1. Задачи и принципы обоснования перспектив развития генерирующих мощностей в современных условиях.

1.1. Опыт обоснования рациональных направлений развития генерирующих мощностей.

1.2. Методология и этапы разработки перспектив развития электроэнергетики

1.3. Задачи прогнозирования развития генерирующих мощностей, методы и информационное обеспечение их решения.

1.4. Характеристика модельного инструментария для исследования и обоснования рациональных направлений развития генерирующих мощностей

Глава 2. Многовариантное исследование факторов, влияющих на развитие генерирующих мощностей ЕЭС России до 2020 года.

2.1. Изучение факторов, влияющих на масштабы развития новых генерирующих мощностей всех типов.

2.2. Влияние режима электропотребления и режимных ограничений электростанций на выбор структуры новых мощностей КЭС, АЭС и ГЭС

2.3. Исследование факторов, влияющих на сравнительную эффективность новых мощностей КЭС, АЭС и ГАЭС.

2.4. Математическое описание модели оптимизации развития электроэнергетики в ТЭК.

Глава 3. Обоснование выбора рациональной структуры и размещения генерирующих мощностей при актуальных сценариях развития экономики и ТЭК.

3.1. Анализ чувствительности структуры генерирующих мощностей к варьированию соотношения цен и ресурсов органического топлива для ТЭС

3.2. Рациональная структура генерирующих мощностей ОЭС при базовом сценарии электропотребления.

3.3. Анализ чувствительности структуры генерирующих мощностей к изменению уровня электропотребления.

3.4. Прогноз основных интегральных показателей развития электроэнергетики.

3.5. Обоснование размещения новых электростанций по ОЭС.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Обоснование рациональных направлений развития генерирующих мощностей ЕЭС России на долгосрочную перспективу"

Актуальность темы исследования. Устойчивый рост экономики страны, сопровождающийся интенсивным увеличением электропотребления, задает масштабные требования к развертыванию инвестиционного процесса в электроэнергетике. Соответственно, возрастает важность эффективного управления развитием отрасли, учитывающего структурную реформу и переход к конкуренции. В новых условиях должна быть создана новая система регулярного прогнозирования электроэнергетики, обеспечивающая для субъектов рынка и инвесторов целеполагание в виде перспектив развития отрасли на периоды разной продолжительности вплоть до долгосрочной.

Объекты генерации, как наиболее капиталоемкие и инерционные, требуют большой заблаговременное™ принятия инвестиционных решений. Поэтому в современной ситуации именно задачи обоснования рациональных направлений развития генерирующих мощностей являются особенно актуальными.

Объективная сложность этих задач дополнительно возрастает из-за высокой неопределенности темпов роста спроса и изменения его структуры, эффективности разных типов инвестиционных решений, сценариев реформирования рынка газа и других факторов. Это определяет актуальность разработки специальных подходов к формированию рациональных вариантов развития генерации с учетом их устойчивости к возникающим рискам.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является научное обоснование стратегических решений по выбору рациональных направлений развития генерирующих мощностей по основным территориальным зонам ЕЭС России на период до 2020 года.

Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:

• проанализировать отечественный и зарубежный опыт современных отраслевых и межотраслевых исследований по прогнозированию электроэнергетики и уточнить постановку и этапность выполнения работ по обоснованию направлений развития генерирующих мощностей;

• определить требования к модельному инструментарию и информационному обеспечению задачи выбора рациональных направлений (вариантов) развития генерирующих мощностей в условиях высокой неопределенности;

• разработать технологию формирования рациональных вариантов и инструментарий для оптимизации перспективной структуры генерирующих мощностей с учетом территориально-производственных связей и межотраслевых связей с рынками топлива;

• проанализировать технологическое поле для инвестиционных решений в генерации, используемых при техническом перевооружении действующих и строительстве новых электростанций разного типа;

• исследовать и классифицировать основные факторы, влияющие на выбор перспективных направлений развития генерации, выявить наиболее значимые из них, оценить диапазоны их изменения на период до 2020 года;

• провести многовариантную оптимизацию структуры генерирующих мощностей и оценить ее чувствительность к ожидаемому варьированию основных факторов;

• сформировать рациональные варианты развития генерации для различных сценариев электропотребления на период до 2020 года и обеспечить увязку возможностей их реализации со смежными отраслями ТЭК;

• предложить методические подходы к сравнению альтернативных вариантов размещения конкретных электростанций с учетом индивидуальных технико-экономических показателей, территориальных и системных особенностей.

Предметом исследования являются варианты развития генерирующих мощностей ЕЭС России, отдельных ОЭС и территориальных узлов внутри ОЭС на период до 2020 года, методическое и модельное обеспечение работ по их обоснованию.

Объектом исследования являются действующие и новые общесистемные электростанции: АЭС, ГЭС-ГАЭС и КЭС мощностью свыше 300 МВт.

Методологической и теоретической основой исследования являются основные положения системного анализа и методические разработки по долгосрочному проектированию и планированию развития электроэнергетики, исследования по практическому применению методов экономико-математического моделирования, содержащиеся в работах JI.A. Мелентьева, Н.И. Воропая, A.A. Макарова, A.C. Некрасова, JI. Д. Хабачева, Е.А. Волковой, A.C. Макаровой и других специалистов; методическая база по экономической оценке инвестиционных решений в электроэнергетике, сформированная в работах В.П. Браилова, П.В. Горюнова, В.И. Денисова, А.Г. Захарина; современная инвестиционная теория, представленная в работах В.П. Виленского, В.Н. Лившица, С.А. Смоляка, Е.Р. Орловой.

Информационной базой исследования являются:

• статистическая отчетность об исходном состоянии и технико-экономических показателях действующих электростанций всех типов, включая данные специализированных организаций (ОРГРЭС, ВТИ и др.) об экспертных сроках достижения турбинным оборудованием предельного срока эксплуатации, индивидуального ресурса (ЭПИР);

• отчетные балансы электроэнергии, мощности, потребления топлива на тепловых электростанциях по районным энергосистемам;

• прогнозные технико-экономические показатели ТЭС, АЭС и ГЭС, оснащенных новыми типами оборудования;

• материалы инвестиционной программы РАО «ЕЭС России», отдельных ОГК и ТГК;

• прогноз динамики и режимов электропотребления, потребности в установленной мощности электростанций, цен и ресурсов топлива для ТЭС на долгосрочную перспективу, выполненные ИНЭИ РАН совместно с ОАО «Энергосетьпроект» и другими организациями.

Наиболее существенные научные результаты, полученные автором:

1). Выявлена приоритетная роль работ по обоснованию направлений развития генерирующих мощностей на всех этапах прогнозирования развития электроэнергетики. На примере программы развития отрасли на 15 лет определены задачи формирования рациональной структуры и территориального размещения генерирующих мощностей, их взаимосвязь с остальными прогнозными задачами.

2). Определены требования к модельному обеспечению решения поставленных задач, обоснована необходимая и достаточная степень детализации представления производственной структуры электроэнергетики в технологическом и территориальном разрезе, а также детальность отображения внешних связей с топливными отраслями на перспективу до 2020 года.

3). Проведена адаптация разработанного в ИНЭИ РАН модельно-информационного комплекса EPOS с учетом этих требований, в том числе модифицирована динамическая модель оптимизации развития электроэнергетики в ТЭК, обеспечивающая увязку инвестиционных решений по техническому перевооружению и строительству электростанций с требованиями перспективных балансов мощности, энергии и топлива.

4). Проведен факторный анализ влияния макроэкономических характеристик и режимных ограничений, а также технико-экономических показателей электростанций на масштабы и технологическую структуру новых генерирующих мощностей. На основе многовариантных оптимизационных расчетов исследовано влияние ценовой политики топливных отраслей на конкурентоспособность газовой, угольной и атомной генерации и оценены изменения в структуре мощностей при варьировании условий топливоснабжения отрасли (по ценам или ресурсам).

5). Сформированы рациональные варианты развития генерирующих мощностей ЕЭС России, отвечающие различным прогнозам роста потребности в электроэнергии, оценены интегральные показатели их реализации (потребность в топливе, капиталовложения).

6). С использованием динамической оптимизационной модели определены балансовые требования к размещению генерирующих мощностей разного типа по территориальным узлам ЕЭС России, предложена и апробирована методика сравнительной оценки альтернативных вариантов размещения общесистемных электростанций.

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, определяется использованием теоретической и методологической базы по прогнозированию развития электроэнергетики и проектированию энергосистем, накопленного отечественного и зарубежного опыта системных исследований и экономико-математического моделирования электроэнергетики и ТЭК, применением методов факторного анализа, риск-анализа, анализа чувствительности решений.

Научная новизна исследования состоит в разработке комплексного методического подхода и модельного инструментария для обоснования отраслевых, региональных и корпоративных инвестиционных программ по развитию генерирующих мощностей с учетом мощных межотраслевых связей с топливными отраслями в условиях высокой неопределенности внешней среды.

Значение полученных результатов для теории и практики. В теоретическом аспекте результаты диссертационной работы вносят заметный вклад в развитие системных исследований сложных производственно-экономических систем в электроэнергетике, обеспечивают их актуализацию для современных технологических, экономических и экологических вызовов. Практическое значение предложенных методических подходов, моделей и содержательных результатов определяется возможностью их применения при формировании новой системы регулярного прогнозирования в электроэнергетике как составной части системы управления развитием отрасли, а также при подготовке и обосновании инвестиционных решений.

Сведения о реализации и целесообразности практического использования результатов. Результаты диссертационной работы были использованы при разработке «Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 года», выполненной по заданию Минпромэнерго РФ в 2006-2007 гг.

Результаты диссертации могут быть использованы в работе государственных органов, ответственных за планирование и контроль реализации инвестиционных программ в электроэнергетике, при формировании федеральных и региональных целевых программ и при разработке государственной инвестиционной политики в отрасли (в частности, при обосновании объемов и направления применения механизма гарантирования инвестиций).

Полученные результаты являются крайне востребованными бизнес-сообществом для использования при разработке корпоративных программ развития генерирующих компаний, обосновании бизнес-планов инвестиционных проектов, оценке стратегических перспектив инвестирования в электроэнергетику.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях: Всероссийской конференции «Энергетика России в XXI веке: Развитие, Функционирование, Управление» (Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 12-15 сентября 2005 г.), Международной конференции «Моделирование-2006 (Simulation-2006)» (Украина, Киев, 16-18 мая 2006 г.), 21-й Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Реформы в России и проблемы управления - 2006» (Москва, ГУУ, 1-3 марта 2006 г.), 5-й Международной научно-практической конференции «Функционирование и развитие рынков электроэнергии и газа» (Украина, Партенит, 1-6 июня 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационного исследования автором опубликовано 9 статей и тезисов докладов, общим объемом 4 п.л., в том числе лично автору принадлежит 1,6 п.л.

Структура и содержание диссертации. В содержании представляемой работы выделено: введение, три главы, заключение, список использованной литературы и приложения. Работа содержит 163 страницы основного машино

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", Хоршев, Андрей Александрович

Заключение

В работе получены следующие основные результаты:

1. Показано, что в современных условиях развертывания инвестиционного процесса и хозяйственного реформирования отрасли, обоснование направлений развития генерирующих мощностей является центральной составляющей для каждого из этапов прогнозирования в электроэнергетике. Предложен методический подход к решению этой задачи, обеспечивающий взаимосогласованный выбор рациональных вариантов структуры генерирующих мощностей по ОЭС и территориального размещения конкретных электростанций внутри ОЭС.

2. Обосновано применение комплексного методического подхода к формированию рациональных вариантов развития отрасли с использованием имитационных и оптимизационных расчетных средств, обеспечивающего компромисс между экономически оптимальными инвестиционными решениями и внеэкономическими ограничениями по технологическим, экологическим и прочим возможностям развития генерирующих мощностей.

3. Проведена адаптация модельно-информационного комплекса EPOS к решению поставленных задач выбора структуры и размещения электростанций в динамической постановке и с учетом внешних связей с топливными отраслями, позволяющих оценивать последействие инвестиционных решений, принимаемых при различных сценариях ценообразования на рынках топлива.

4. Выполнен качественный и количественный анализ факторов, влияющих на масштабы и структуру генерирующих мощностей в ЕЭС России на период до 2020 года с учетом сравнительной эффективности разных типов электростанций в региональном разрезе и при их использовании в различных зонах графика нагрузки; выявлены наиболее значимые факторы.

5. Предложена технология построения рациональных вариантов структуры генерирующих мощностей в условиях неопределенности на базе многовариантной оптимизации и формирования устойчивого «ядра» инвестиционных решений, инвариантного к изменению комбинаций влияющих факторов. В ходе апробации данной технологии сформированы рациональные варианты развития генерации в ЕЭС России на период до 2020 г. для двух существенно различающихся уровней электропотребления и их территориального распределения.

6. Предложены и апробированы методические подходы к выбору вариантов размещения конкретных электростанций, учитывающие влияние площадочных условий на уровень капитальных затрат, а также вклад системных эффектов, включая затраты на выдачу мощности и усиление межсистемных связей, а также затраты на топливо при изменении режимов использования генерирующих мощностей в энергосистемах.

154