автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Методология и средства управления развитием региональных систем газоснабжения

Перечень сокращений.

Введение.

Часть 1. Общая методология обоснования решений по управлению региональными системами газоснабжения.

Глава 1. Структуры и особенности современных региональных энергетических рынков.

1.1 Особенности современных условий функционирования и развития региональных систем энергоснабжения.

1.2 Состав субъектов рынка.

1.3 Отношения собственности, цели и интересы субъектов отношений.

Глава 2. Предлагаемая общая схема и состав основных задач для обоснования программ развития региональных систем энергоснабжения.

2.1 Особенности и цели формирования региональных программ энергоснабжения.

2.1.1 Цели разработки региональных программ энергоснабжения.

2.1.2 Учет факторов неопределенности и риска при разработке программ развития региональных систем энергоснабжения.

2.2 Состав задач по развитию энергетики региона.

2.3 Постановка и структуризация проблемы развития региональных систем энергоснабжения.

2.3.1 Общая схема принятия решений при разработке РПЭС.

2.3.2 Анализ состояния систем энергоснабжения и энергетических рынков региона.

2.3.3 Методика и алгоритм формирования и технико-экономической оценки вариантов энергоснабжения потребителей региона.

2.3.4 Принятие первоочередных решений по реализации региональной программы энергоснабжения.

Глава 3. Средства разработки региональных программ энергоснабжения.

3.1 Общие требования к математическим моделям.

3.2 Региональные модели энергоснабжения.

3.2.1 Вводные замечания.

3.2.2 Оценочная модель энергоснабжения региона.

3.3 Модели отраслевых систем энергоснабжения.

3.3.1 Электроэнергетика.

3.3.2 Тепловое хозяйство.

Глава 4. Формирование региональной энергетической политики ОАО «Газпром» в рамках разработки и реализации развития региональных систем топливо- и энергоснабжения.

4.1 Цели, приоритеты и задачи региональной энергетической политики ОАО «Газпром».

4.2 Методика формирования региональной энергетической политики ОАО «Газпром».

4.3 Разработка мероприятий по реализации региональной энергетической политики.

4.4 Основные этапы реализации концепции региональной энергетической политики.

Часть 2. Методы и пути решения основных задач развития региональных систем газоснабжения.

Глава 5. Надежность и безопасность систем энергоснабжения.

5.1 Терминология. Надежность энергоснабжения.

5.2 Надежность ЕСГ и проблемы газоснабжения регионов.

5.2.1 Основные результаты. Обзор публикаций.

5.2.2 Специфика проблем надежности ЕСГ.

5.2.3 Пути повышения надежности системы газоснабжения.

5.2.4 Количественная оценка надежности объектов газоснабжения.

5.3 Резервы системы газоснабжения как основа обеспечения надежности региональных систем.

5.4 Энергетическая безопасность региона.

Глава 6. Оптимизация структуры и параметров распределительных систем газоснабжения.

6.1 Постановка проблемы. Основные принципы принятия решений при проектировании распределительных систем газоснабжения.

6.2 Принципы и методы оценки и отбора решений при проектировании распределительных газоснабжающих сетей.

6.3 Экономические показатели и критерии оптимального проектирования РГС.

6.4 Модели и методы оптимизации проектируемой локальной распределительной газопроводной сети.

6.4.1 Оптимизация структуры и параметров участков локальной газопроводной сети типа дерева (непрерывное пространство решений).

6.4.2 Оптимальное проектирование РГС с выбором их конфигурации и учетом условий местности (дискретный подход).

Глава 7. Методические основы проектирования разработки малых месторождений нефти и газа.

7.1 Значение малых месторождений природного газа в энергетике России.

7.2 Сырьевая база, потенциал добычи и проблемы освоения запасов малых неразрабатываемых месторояедений углеводородов.

7.3 Принципы освоения малых месторояедений нефти и газа.

7.4 Технологические и технические возможности освоения запасов малых неразрабатываемых месторояедений углеводородов.

7.4.1 Промысловая подготовка газа и проблемы обустройства месторождений.

7.4.2 Переработка газа и конденсата.

7.5 Технико-экономическое обоснование комплексного освоения малых месторождений углеводородов.

7.5.1 Методические рекомендации по основным разделам ТЭО инвестиционного проекта освоения малого месторождения.

7.5.2 Научная и информационная база для оценки экономической эффективности вовлечения малых газовых месторождений в хозяйственный оборот на предпроектной стадии.

7.5.3 Оценка эффективности вовлечения малых газовых месторождений в разработку.

7.6 Первоочередные меры по освоению малых неразрабатываемых месторождений нефти и газа.

Глава 8. Вовлечение запасов метана угольных пластов в развитие региональной энергетики.

8.1 Физические и технологические особенности добычи метана из угольных пластов.

8.2 Мировой опыт и проблемы вовлечения метана угольных пластов в промышленную разработку.

8.3 Оценка запасов метана угольных пластов и выбор наиболее перспективного региона.

8.4 Проект проведения промышленного эксперимента на первоочередных площадях в Кузнецком угольном бассейне.

Часть 3. Обоснование направлений развития региональных систем газоснабжения с помощью разработанных методических подходов.

Глава 9. Газификация и генеральные схемы газоснабжения регионов России.

9.1 Общие цели, принципы и способы участия ОАО «Газпром» в газификации регионов России.

9.2 Эффективность развития малых ТЭЦ на базе газотурбинных и дизельных энергоустановок при газификации регионов.

Глава 10. Технико-экономическая оценка направлений развития топливно-энергетического комплекса

Томской области на перспективу.

10.1 Приоритеты и задачи энергетической стратегии.

10.2 Основные варианты развития отраслей ТЭК Томской области.

10.3 Исходные предпосылки, методика расчетов и основные технико-экономические показатели.

10.4 Технико-экономическая оценка вариантов развития ТЭК Томской области.

10.5 Сводные показатели Энергетической стратегии Томской области на перспективу до 2020 года.

Глава 11. Рекомендации по повышению надежности магистральных газопроводов.

11.1 Специфика проблем системной надежности газопроводов.

11.2 Предложения по обеспечению надежности МГ Ямбург-Тула.

11.3 Исследование и обеспечение надежности газопровода Торжок-Долина.

11.4 Комплексное исследование надежности газопровода Торжок-Белосток и рекомендации по его структуре и параметрам.

Глава 12. Предложения по разработке малых газовых и газоконденсатных месторождений.

12.1 Технико-экономическое обоснование реорганизации предприятия по добыче газа в Ростовской области.

12.1.1 Сырьевая база Ростовской области: современное состояние и перспективы развития.

12.1.2 Бизнес-план организации газодобывающего предприятия в Ростовской области на базе ГП-3 Каневского ГПУ предприятия «Кубаньгазпром».

Роль газовой отрасли в энергетике и экономике страны. По своим масштабам и социальной значимости газовое хозяйство Российской Федерации является одной из важнейших отраслей не только топливно-энергетического комплекса (ТЭК), но и всей экономики страны. Его доля в производстве топливно-энергетических ресурсов в настоящее время составляет около 50%, а в производстве органических топлив более 53%. В кризисные для России годы газовая промышленность сыграла решающую роль в обеспечении устойчивого и надежного энергоснабжения страны, во многом способствовав предотвращению коллапса экономики. Можно с уверенностью утверждать, что эта роль сохранится и в видимой перспективе, так как разведанные запасы газа на террил тории страны составляют 47,5 трлн. м (35% мировых запасов), а общие рео сурсы оцениваются в 235,6 трлн. м [146]. Накопленная же добыча газа с момента зарождения отрасли, т.е. с конца 40-х годов и по 1.01 2002 составила всего 13 трлн. м3.

Газовая отрасль страны представляет собой мощный комплекс, включающий горно-геологические структуры (газовые месторождения), газодобывающие и газоперерабатывающие предприятия, уникальную систему магистральных, региональных и распределительных газопроводов с хранилищами газа и компрессорными станциями, предприятия по строительству и производству оборудования. В стране разрабатывается более 70 газовых месторождений, эксплуатируется 150 тыс. км магистральных газопроводов, около 500 тыс. км газопроводов региональных систем газоснабжения и газораспределительных систем населенных пунктов, около 230 тыс. км внутренних газопроводов.

Базисом газовой отрасли России является открытое акционерное общество (ОАО) «Газпром», обеспечивающее около 90% всей добычи природного газа в стране, дающее 25% налоговых поступлений в бюджеты всех уровней, 10%) валютных поступлений; на его долю приходится 6% ВВП и 8% от общего объема национального промышленного производства.

Общество объединяет 195 из 318 региональных газодобывающих, газотранспортных и газораспределительных предприятий. Технологическая структура ОАО «Газпром» представляет собой сложный комплекс, включающий 68 газовых месторождений, более 560 тыс. километров магистральных и распределительных трубопроводов, 230 компрессорных станций, на которых установлено 4 тыс. газоперекачивающих агрегатов установленной мощностью 38 млн. кВт, 80 тыс. газораспределительных пунктов, более 400 газонаполнительных станций.

Поскольку газовая отрасль является структурой, органично связанной с процессами, происходящими в стране, ее не могли не коснуться последствия жесточайшего экономического кризиса, что выразилось в устойчивом падении объемов добычи газа «Газпромом» при недостаточном приросте производства газа независимыми производителями, длившемся несколько лет.

К 2001-2002 годам добыча газа по Российской Федерации снизилась по сравнению с максимальной добычей в 1992 году (около 640 млрд. м3) почти на 2

10% и составила около 580 млрд. м газа в год. Внутреннее потребление газа снизилось на 11% - до 360 млрд. м3 в год. Однако трудности кризисного периода не остановили развития ресурсной и производственной базы газовой отрасли. При существенном спаде промышленного производства газовая промышленность обеспечила надежные поставки газа потребителям внутри страны и за рубежом. Экспорт по-прежнему составляет около трети всего потребляемого газа. Ежегодно в страны Западной и Восточной Европы экспортируется около 130 млрд. м3 российского газа. Доля России в общем объеме мирового экспорта газа составляет 24%.

Особенностью внутреннего потребления является увеличение в последнее время доли коммунально-бытового сектора и населения, которая за период с 1990 до 2001 года возросла в два раза: с 10% до 20%. При этом доля промышленности снизилась с 45% до 41%. Очень высоким - около 40 % - остается уровень потребления газа электростанциями.

Следует отметить, что увеличение потребления на коммунально-бытовые нужды выполняет важную социально-экономическую функцию - обеспечение населения страны удобным для использования и экологически качественным видом топлива способствует улучшению качества жизни человека.

Ярко выраженный социальный характер носила Федеральная программа «Газификация России на 1996-2000 годы», утвержденная Постановлением Правительства №819 от 18.06.96, основной целью которой было улучшение условий быта и производственной деятельности населения, прежде всего в сельской местности. Программа способствовала развитию экономики регионов.

В настоящее время охват жилого фонда газоснабжением составляет по стране в целом 74,6%: почти 73,5% в городах и 77,3%) в сельской местности, в том числе сетевым природным газом около 60% в городах и около 30% в сельской местности (в среднем по стране - около 52 %). В ряде центральных и южных районов России и Поволжья уровень газификации доходит до 93%. Всего газифицировано около 40 млн. квартир, из них природным газом 27,6 млн., в том числе в сельской местности 4,5 млн. квартир.

Однако программа не была выполнена в полной мере по следующим основным причинам: неподготовленность потребителей к приему газа; экстенсивное наращивание объемов газификации без технико-экономического обоснования проектов и программ газификации и их увязки с энергоснабжением регионов; принятие решений на основе устаревших Генеральных схем газоснабжения и газификации без разработки рациональной структуры региональных ТЭК в современных условиях; недостаточное финансирование; отсутствие благоприятной ценовой и налоговой среды, низкая стоимость газа, отсутствие государственных гарантий отечественным и иностранным инвесторам.

В результате проекты газификации часто убыточны, срок окупаемости инвестиций в них составляет 40-50 лет, превышая срок службы газопроводов. К числу позитивных тенденций последних лет следует отнести увеличение добычи в 2002 году. Так, например, показатели выработки базовых месторождений газа Западной Сибири, обеспечивающих более 85% текущей добычи, быстро вырастают и находятся в пределах 46-78%.

Основные проблемы газовой отрасли. Нынешнее положение отрасли характеризуется падением объема инвестиций, быстрым устареванием основных фондов отставанием прироста запасов газа от объемов его добычи, нарастанием задолженности «Газпрома» по кредитам, недостаточным развитием рыночных механизмов работы. Однако снижение эффективности работы отрасли в целом (и базового производителя газа в стране — в частности) недопустимо, особенно в свете ожидаемых изменений на мировых рынках энергоносителей, их либерализации, постепенного перехода к спотовым контрактам и т.д. Российская энергетика, являющаяся важной составной частью мировой энергетики, должна следовать современным тенденциям развития.

Опыт демонополизации и либерализации газовой промышленности и электроэнергетики во многих странах мира показывает, что в отраслях, имеющих в своем составе естественные монополии, требуется рациональное сочетание рыночных механизмов и государственного регулирования, осуществляемого через законодательную и нормативную базы. Нерегулируемая рыночная среда в подобных случаях приводит к нестабильности развития систем и большим колебаниям цен на их продукцию, а чрезмерно жесткое государственное регулирование приводит к стагнации.

Лучшие результаты достигаются, когда политика государства направлена на стимулирование разработки новых газовых месторождений, в том числе независимыми производителями.

В последние годы в России были заложены правовые основы, регламентирующие взаимоотношения между собственником недр - государством и недропользователями. Это законы «О недрах», «О континентальном шельфе Российской Федерации», «О соглашениях о разделе продукции», соответствующие статьи Налогового и Таможенного кодексов и некоторые другие [164, 28, 163, 84, 85, 148]. Однако они не обеспечили благоприятных условий ни для нормальной работы газодобывающих предприятий, ни для освоения месторождений, ни для проведения геологоразведочных работ. Необходимо дальнейшее совершенствование законодательной базы, регулирующей функционирование ТЭК.

Важная роль государственной составляющей состоит также в снижении рисков для инвесторов путем частичного перекладывания этих рисков на государство и потребителей, а также в создании условий для страхования инвестиционных рисков. Следовательно, в качестве одной из основных проблем газовой отрасли следует выделить необходимость модернизации структуры управления.

Другая проблема связана с неоправданно завышенной долей газа в топливно-энергетическом балансе страны и, в частности, с большим расходом газа на производство электроэнергии и тепла на электростанциях и в котельных. Это обусловлено, главным образом, необоснованным соотношением стоимостей различных видов топлива при существенно заниженных ценах на газ.

Тарифы, установленные для газораспределительных объединений, не покрывают расходы на эксплуатацию трубопроводов, ремонт и реконструкцию газовых сетей. По оценкам специалистов необходимые капитальные вложения на реконструкцию и замену газораспределительных сетей, находящихся под управлением организаций, в которых ОАО «Газпром» владеет контрольным пакетом акций (более 400 тыс. км), составляют сейчас около 3 млрд. руб. в год; при сохранении ситуации после 2008 года эта сумма увеличится до 8 млрд. руб. в год. Размер же амортизационных отчислений, включаемый ФЭК в тариф, составляет всего 1,5 млрд. руб. в год.

Низкие цены на газ и экстенсивное наращивание объемов его добычи без проведения целенаправленной политики энергосбережения в газовой отрасли и у потребителей энергии не только к неоправданно увеличивает долю газа в балансе регионов, позволяют разбазаривать высококачественное и экологически ценное сырье, но и ведут к упадку в других топливных отраслях, снижают энергетическую безопасность регионов и страны. Наращивание потребления газа приведет к резкому увеличению себестоимости вновь вовлекаемых в сферу потребления объемов газа, т.к. связано с необходимостью освоения новых высокозатратных месторождений.

Проведение энергосберегающей политики в газовой отрасли, а также в электро- и теплоснабжении позволит создать рациональные топливно-энергетические балансы в регионах, обеспечит приход инвесторов в газовую отрасль.

Достаточно большая доля газопроводов работает на пределе технического ресурса (15% магистральных и 14% распределительных введены в эксплуатацию более 30 лет назад). Как более узкую, следует обозначить проблему, связанную с поддержанием технического состояния действующих объектов на уровне, обеспечивающем стабильную поставку газа потребителям и безопасную эксплуатацию объектов.

Обобщая сказанное, можно выделить актуальность темы, связанной с проблемой взвешенной интеграции рынка газа в региональные энергетические рынки и созданием условий для эффективного функционирования Единой системы газоснабжения. Это требует проведения рациональной политики ОАО «Газпром» в регионах на основе комплексного решения задач развития и эксплуатации региональных систем газоснабжения в увязке с другими системами энергоснабжения региона.

Комплексная методология обоснования решений по развитию ТЭК и его отраслей на различных уровнях территориальной и временной иерархии сформировалась в период интенсивного развития энергетики в СССР в 1950-е -1970-е годы [10, 56, 4, 55, 124, 95, 44, 5, 32, 149, 171, 166, 151, 147, 64, 168]. Большой вклад в исследование этой проблемы внесли: В.И. Вейц, JI.A. Мелен-тьев, JI.C. Беляев, А.А. Макаров, A.M. Мастепанов, В.В. Бушуев, А.С. Некрасов, А.П. Меренков, А.С. Макарова, Б.Г.Санеев, Ю.Д.Кононов, Л.Д. Криворуц-кий, С.А. Кукель-Краевский, А.А. Бесчинский, Ю.М.Коган, А.Н. Зейлигер, В.В. Ершевич, Д.А. Арзамасцев, Н.И. Дунаевский, Б.М.Якуб, Б.Л. Шифринсон, В.Я. Хасилев, С.А. Чистович, Л.С. Хрилев и многие другие.

Естественно, что эта методология базировалась на принципах централизованной плановой экономики. Новые экономические условия не только не исключили необходимость комплексного рассмотрения проблем энергоснабжения регионов, но в определенных отношениях сделали его более актуальным.

За 1990-е годы сформировалась достаточно обоснованная комплексная методология разработки государственных энергетических стратегий и программ, позволяющая получать направления развития ТЭК и механизмы их реализации с позиций общегосударственных приоритетов. Первая комплексная проработка перспектив развития энергетики страны до 2010 года была выполнена в 1993-1995 годах. В 1999-2000 годах была разработана энергетическая стратегия России на период до 2020 года [176]. В этот же период было подготовлено несколько межрегиональных энергетических стратегий и программ, в частности, Сибири [177], Дальнего Востока и Забайкалья [112]. В последние годы начали разрабатываться региональные энергетические стратегии и программы [106, 178].

Опыт работы над государственными федеральными, межрегиональными и региональными энергетическими стратегиями и программами показал важность регионального уровня и необходимость более подробной структуризации и детализации рассматриваемых на нем проблем, чем это требуется на федеральном и межрегиональном уровнях. В связи с этим была разработана методика формирования региональных энергетических программ (РЭП) [67], которая с позиций общегосударственных приоритетов определяет направления развития ТЭК регионов и механизмы их реализации.

Следует отметить, что серьезность разработки региональных программ развития энергетики существенно возрастает в связи с наметившимися в экономике страны признаками роста. Важно, чтобы энергетика не стала стать ограничителем в развитии экономики. Отсутствие инвестиций, отставание в проработке и реализации научно обоснованных программ развития отрасли уже приводит к нарастанию социально-экономической напряженности в отдельных регионах. Дальнейший дисбаланс просто социально опасен.

Кроме того, в сферу деятельности региональных энергетических рынков, помимо государства, вовлечено сейчас большое число участников: энергокомпании, потребители, инвесторы, органы государственной власти и местного самоуправления, общественные движения и др. Изменение условий инвестирования привело к изменению приоритетов в хозяйственной деятельности этих субъектов и мотивов их поведения на региональном энергетическом рынке. При этом они имеют различные интересы (прежде всего, экономические), зачастую противоположные.

В таких условиях разработка энергетических стратегий и региональных энергетических программ с позиций не только государственных интересов недостаточна, поэтому методологическая и методическая поддержка необходима, в первую очередь, региональным органам власти, роль и функции которых коренным образом изменились в связи с произошедшей децентрализацией управления экономикой страны.

В свою очередь, крупные энергетические компании, такие как ОАО «Газпром», должны не только принимать участие в формировании и реализации энергетической стратегии России и ее регионов, но и, разрабатывая перспективные прогнозы своего развития, строить оптимальные взаимоотношения с регионами. Без долгосрочной стратегии, охватывающей основные производственные, финансовые и маркетинговые операции, устойчивое развитие компаний не может быть обеспечено.

В настоящее время под руководством автора разработана Концепция региональной энергетической политики ОАО «Газпром», которую можно считать основным документом, определяющим цели и задачи участия компании в решении не только вопросов газификации, но и в целом энергетических проблем регионов РФ.

Осуществление рациональной энергетической политики ОАО «Газпром» в регионах и адекватное современным условиям решение вопросов развития и эксплуатации региональных систем газоснабжения становятся особенно актуальными с учетом того, что в ТЭК страны существуют ценовые и структурные диспропорции, которые должны быть ликвидированы.

Газовая пауза» в обеспечении страны топливно-энергетическими ресурсами не может и не должна продолжаться бесконечно. Новая региональная политика должна обеспечить эффективное использование природного газа и его оптимальную долю в структуре энергоснабжения потребителей в условиях происходящих в региональных топливно-энергетических балансах структурных изменений. Эти изменения связаны с газификацией регионов и увеличением доли газа в их топливном балансе, сокращением потребления мазута, пересмотром концепций развития атомной энергетики, разработкой локальных га-зоконденсатных и угольных месторождений, обращением к нетрадиционным источникам газа.

Основные положения Концепции и новый подход к разработке Генеральных схем газификации регионов учитывают существующие в газовой промышленности проблемы и опыт реализации предыдущей Программы газификации регионов. Эти положения включают:

- переход к экономически обоснованному формированию Программ газификации регионов на основе рациональной структуры их ТЭК;

- достижение рациональной доли газа в ТЭК региона с учетом собственных топливно-энергетических ресурсов, финансовых возможностей и платежеспособного спроса на газ;

- выбор эффективных направлений использования газа по всей цепочке его транспортировки, распределения и потребления;

- вовлечение в региональный энергетический рынок местных и нетрадиционных ресурсов, включая малые месторождения газа, низконапорные запасы газа, метан из угольных и газогидратных пластов;

- реконструкцию газового хозяйства на основе новых газосберегающих технологий и оборудования;

- введение экономически обоснованных цен на газ, учитывающих его потребительские качества, реальные затраты на производство, инвестиционную составляющую и рентабельность поставки газа потребителям;

- разработку организационно-экономических мер, стимулирующих энергосбережение у потребителей газа;

- поэтапное создание экономических и правовых условий для развития газораспределительных сетей на коммерческой основе;

- приоритетное финансирование из бюджетов газификации районов с большой социальной напряженностью и тяжелыми экологическими условиями.

Как известно, решение перечисленных вопросов, в частности, выбор рациональной структуры энергоресурсов и энергоносителей в регионе, определение эффективных направлений использования газа и т. д. требует комплексного рассмотрения систем энергоснабжения регионов и учета взаимозаменяемости энергоносителей, взаимосвязей систем энергетики, альтернативных направлений использования газа и способов производства тепла и электроэнергии. Методика разработки РЭП, как документа, отражающего государственные интересы в регионе в сфере энергетики, не учитывает ряд факторов, важных для реализации региональной энергетической политики ОАО «Газпром».

В первую очередь, это необходимость более подробного рассмотрения газовой отрасли и принятия конкретных решений по ее развитию. Принимаемые решения должны обеспечить, с одной стороны, коммерческие интересы компании, а с другой, решение социально-экономических задач по повышению надежности газоснабжения потребителей, улучшению общеэкономической и экологической обстановки в регионе и созданию благоприятных условий труда и быта населения.

Кроме того, перемещение акцентов управления с федерального уровня на региональный и местный уровни заставляет ориентироваться на взаимовыгодное сотрудничество компании с субъектами Российской Федерации и на формирование вариантов и принимаемых решений «снизу» с учетом конкретных решений по развитию систем энергоснабжения.

Появился ряд проблем региональной энергетики, требующих специальных исследований и решений. К основным из них следует отнести: разграничение и конкретизацию целевых установок и функций каждого из трех уровней региональной энергетики: федерального уровня, уровня субъекта РФ (регионального), местного уровня (уровня муниципального энергохозяйства); рассмотрение критериев территориального и отраслевого развития энергетики, определение условий обеспечения надежного и эффективного функционирования региональных систем и подсистем энергетики; выявление направлений обеспечения требований со стороны производственной сферы, безопасности отдельного человека, общества и окружающей среды; исследование механизмов управления развитием энергетики региона (взаимодействия) и механизмов, обеспечивающих надежные государственные гарантии возврата вложенных средств для отечественных и иностранных инвесторов; разработку методических подходов к прогнозированию, планированию, организации функционирования и мониторинга развития региональной энергетики с учетом требований социально-экономического развития.

Методика разработки программ при формировании региональной энергетической политики ОАО «Газпром» должна предусматривать определение путей совершенствования регионального рынка газа с учетом платежеспособного спроса промышленности и населения на продукцию и услуги ОАО «Газпром». Должны создаваться и при их реализации отрабатываться механизмы возврата привлеченных и собственных средств на развитие региональных систем газоснабжения.

В диссертации разработана методика формирования региональных программ энергоснабжения потребителей (РПЭС) как одного из этапов в схеме принятия решений по управлению энергетикой. По существу это развитие методики формирования РЭП и ее адаптация к учету перечисленных ранее факторов, связанных с более полным учетом региональных и отраслевых аспектов и, в первую очередь, региональных систем газоснабжения.

В работе рассматривается также проблема надежности и безопасности систем и объектов газоснабжения как факторов, учет которых необходим при разработке региональных программ энергоснабжения и решении задач развития систем газоснабжения. В этой области известно большое количество работ, на которых автор базировался при проведении исследований. Основными из них являются работы И.А.Ушакова, Ю.Н. Руденко, М.Б. Чельцова, В .Я. Хасилева, М.Г. Сухарева, Е.Р. Ставровского, Г.Н. Черкесова, В.Г. Китушина, Е.М. Черво-ного, М.Н. Розанова, А.П. Меренкова, Н.И.Воропая, Л.Д. Криворуцкого, В.В. Бушуева, A.M. Мастепанова, А. Л. Мызина, Г.С. Асланяна, А.И. Гриценко, В.А. Смирнова и др.[83, 116, 170, 46,81, 115,60, 79, 7, 172,175, 147].

Важной проблемой, возникающей при газификации регионов, является выбор структуры и параметров трубопроводных систем. Исследование этой проблемы имеет довольно длительную историю. Следует отметить работы В.Я. Хасилева, М.Г. Сухарева, Е.Р. Ставровского, А.П. Меренкова, Е.В. Сенновой, В.Р. Чупина, В.Г. Сидлера и др. [65, 141, 60, 59, 76, 114, 121, 139, 166, 74].

В работе представлены методическая и вычислительная базы для проектирования региональных распределительных систем газоснабжения, используемых при разработке схем газификации регионов. Дана общая постановка проблемы. Процедура принятия решений структурирована, разбита на ряд этапов. Выделены трудно формализуемые моменты подготовки решений, связанные с взаимодействием с местными и федеральными властями, инвестиционным процессом, ценами на газ и оборудование, налогами и др. Предлагается широко использовать методы экспертного анализа, прежде всего метод анализа иерархий [118]. Предложены модели, наиболее подходящие для поиска формально оптимальных вариантов при проектировании распределительных систем газоснабжения.

Кроме того, в работе изложены научно-методические разработки автора по решению новых задач развития региональных систем газоснабжения, без которых обоснованное формирование РПЭС в современных условиях невозможно. Это относится, во-первых, к методическим основам проектирования и разработки малых месторождений углеводородов. Во-вторых, это результаты исследований эффективности использования метана метано-угольных месторождений и предложения по их комплексному освоению.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются региональные системы газо- и энергоснабжения потребителей, региональные газораспределительные сети, малые месторождения газа и нефти, метано-угольные месторождения.

Предмет исследования - подходы, принципы и методы формирования и реализации региональных программ газо- и энергоснабжения потребителей, обеспечение надежности газоснабжения, методы оптимизации структуры и параметров региональных газораспределительных сетей, методы проектирования разработки и комплексного освоения метано-угольных месторождений и малых месторождений нефти и газа, реализация указанных методов в конкретных задачах развития и проектирования региональных систем газоснабжения. Цели диссертации состоят:

- в разработке общей методологии обоснования решений по развитию региональных систем газоснабжения, ориентированной на совместное рассмотрение региональных систем топливо- и энергоснабжения, на учет и увязку интересов региона, крупных энергокомпаний и других субъектов регионального энергетического рынка, на детальное исследование проблем развития систем газоснабжения и принятие конкретных решений;

- в формировании принципов и механизмов принятия первоочередных решений по развитию региональных систем газоснабжения;

- в разработке методов решения основных задач, составляющих проблему развития региональных систем газоснабжения;

- в разработке методов обеспечения надежности функционирования единой и региональных систем газоснабжения;

- в обосновании конкретных рекомендаций по развитию региональных систем газоснабжения.

Для выполнения поставленных целей необходимо решить следующий комплекс задач:

1. Разработать методику формирования региональных программ газоснабжения в рамках разработки общей программы энергоснабжения потребителей.

2. Согласовывать потребности регионов в энергоресурсах и их стремление к энергетической независимости с финансовыми и инвестиционными возможностями.

3. Рационально использовать местные ресурсы.

4. Увязывать интересы множества хозяйствующих субъектов, а также интересы региона с интересами федерального уровня.

5. Осуществлять финансовую оценку решений и разработку механизмов их реализации.

6. Разработать методы количественной оценки надежности ЕСГ и объектов газоснабжения, наметить пути ее повышения и способы учета требований надежности при решении задач развития региональных систем газоснабжения.

7. Разработать процедуры подготовки и принятия решений, методическую и вычислительную базы для выбора оптимальной структуры и параметров региональных распределительных систем газоснабжения.

8. Разработать методические основы проектирования и комплексного освоения малых месторождений углеводородов.

9. Исследовать возможность комплексного освоения метана угольных пластов при обеспечении экономической эффективности.

Методология исследований опирается на системные исследования в энергетике, системный анализ, теорию надежности, экспертный логический анализ, методы линейного и нелинейного программирования, теорию гидравлических цепей, математическое моделирование и компьютерные технологии.

Научную новизну диссертации составляют следующие положения, выносимые на защиту.

1. Общая методология обоснования решений по управлению развитием региональных систем газоснабжения в увязке с энергетикой и экономикой региона.

2. Подходы (принципы, методы, модели) к разработке программ по развитию региональных систем топливо- и энергоснабжения, включая газоснабжение.

3. Методика формирования вариантов и схема увязки решений, ориентированные на использование детализации информации о потребителях и взаимодействие специалистов по различным системам энергоснабжения.

4. Методические подходы к формированию комплекса мероприятий по обеспечению надежности функционирования систем газоснабжения и бесперебойного снабжения потребителей.

5. Научно-методическая база для принятия решений по развитию региональных распределительных систем газоснабжения, выбора их оптимальной структуры и параметров.

6. Методические основы принятия решений по комплексному освоению малых месторождений углеводородов и проектированию их разработки.

7. Методические основы коммерческого использования метана угольных пластов в системе энергоснабжения региона.

8. Практические результаты исследований: рекомендации по развитию региональных систем газоснабжения; мероприятия по обеспечению надежности объектов единой системы газоснабжения:

- Генеральные схемы газоснабжения и газификации в 7 регионах России, в том числе в Орловской, Астраханской и Томской областях. Аналогичные работы ведутся еще в 27 регионах РФ.

- Технико-экономическая оценка направлений развития топливно-энергетического комплекса Томской области на перспективу. Аналогичные работы по обоснованию энергетической стратегии регионов до 2020г. проводятся еще в 8 регионах.

- Технические решения и рекомендации по повышению надежности систем трансконтинентальных газопроводов от месторождений Надым — Пуртазовского региона и Ямала в Европейскую часть России, Западную Сибирь, Центральную и Западную Европу, включая Уренгой - Ужгород, Ямбург - Западная граница СССР, Уренгой - Центр, Ямбург - Тула.

- Предложения по разработке малых газовых и газоконденсатных месторождений Ростовской области и Ставропольского края

- Научно-методические основы промышленного использования метана угольных пластов. Исследования доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.

Практическая ценность результатов работы.

1. Предложенная автором методология позволила обосновать региональную энергетическую политику ОАО «Газпром», суть которой составляют:

- определение рациональной доли газа в структуре топливно-энергетических балансов регионов РФ;

- оценка перспектив развития систем газоснабжения в рамках комплексных исследований по развитию региональных систем энергоснабжения;

- выявление мер, повышающих эффективность использования газа, - вовлечение в региональный энергетический рынок местных и нетрадиционных ресурсов;

- определение направлений формирования региональных рынков газа в увязке с развитием единого энергетического рынка.

Все это позволяет удовлетворить, с одной стороны, коммерческие интересы компании, а с другой, повысить надежность газоснабжения потребителей, улучшить общеэкономическую и экологическую обстановку в регионе и создать благоприятные условия труда и быта населения. Кроме того, это дает возможность построения долговременной стратегии взаимовыгодных отношений с регионами.

2. На основе многолетних исследований по надежности систем газоснабжения, выполненных при активном участии автора, разработаны и утверждены «Методика расчета надежности магистральных газопроводов» и «Методика оценки системной надежности магистральных газопроводов», ставшие нормативными документами и применявшиеся начиная с проектирования газопровода Уренгой - Помары - Ужгород.

Эти работы позволили также получить аргументы против необоснованного увеличения диаметров газопроводов, рабочего давления и единичной мощности магистралей.

Полученные с участием автора рекомендации вошли в проекты трансконтинентальных газопроводов от Оренбургского месторождения, месторождений Надым-Пуртазовского региона и Ямала в Европейскую часть России, Западную Сибирь, Центральную и Западную Европу.

С участием автора были получены рекомендации по обеспечению надежности уникальных объектов: перехода газопроводов через Байдарацкую губу и по дну Черного моря.

3. Разработанные при участии автора методическая база и аппарат для выбора структуры и параметров распределительных систем газоснабжения являются основным инструментом, используемым при проектировании этих объектов. С их помощью выполнены уже реализованные проекты газоснабжения и газификации более 20 регионов России.

4. Разработанная под руководством автора концепция адаптивного проектирования и освоения малых месторождений углеводородов содержит: методику инженерного и технико-экономического обоснования, оценки эффективности вовлечения месторождений в разработку и первоочередные меры по их освоению.

5. Исследования по вовлечению метана угольных пластов в ТЭБ региона доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.

Методические и практические результаты работы были использованы при разработке следующих отраслевых методических документов:

- «Концепция региональной энергетической политики ОАО «Газпром»;

- «Методика расчета надежности магистральных газопроводов»;

- «Методика оценки системной надежности магистральных газопроводов».

Апробация диссертации. Основные положения работы докладывались на международных конференциях, заседаниях Секций научных советов ОФТПЭ РАН, всероссийских (всесоюзных) симпозиумах, конференциях и совещаниях, на технических советах ОАО «Газпром» и Минэнерго РФ, на Ученых советах ОАО «Промгаз».

Публикации. Результаты выполненных в диссертации исследований изложены в 13 монографиях (в соавторстве), в академических и отраслевых журналах, в научно-технических сборниках, в материалах симпозиумов, конференций и семинаров.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех частей, включающих двенадцать глав, заключения, списка литературы и 6 приложений. Текст диссертации изложен на 342 страницах, содержит 28 рисунков и 52 таблицы. Библиография содержит 196 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На базе выполненных теоретических, экспериментальных и натурных исследований, научно-методических разработок выработаны основные рекомендации и сделаны следующие ниже выводы.

1. В работе решена крупная народнохозяйственная проблема, заключающаяся в установлении базовых закономерностей развития систем газоснабжения и в разработке общей методологии, принципов и методов подготовки и принятия всех видов решений при создании и развитии региональных систем газоснабжения, при формировании энергетической политики в регионах Российской Федерации и создании механизмов ее реализации. Установление этих закономерностей, разработка и верификация соответствующих моделей с их экспертно определяемыми параметрами имеет большое народнохозяйственное значение при обосновании программ газификации территорий Российской Федерации на всех стадиях развития и эксплуатации промысловых, магистральных и распределительных газопроводов ОАО «Газпром».

2. На основе анализа структуры и особенностей современных региональных энергетических рынков разработана общая методология и инструментальные средства для обоснования решений по управлению развитием региональных систем газоснабжения. Принципиальным отличием предлагаемого подхода является комплексное рассмотрение региональных газоснабжающих систем в увязке с другими системами энергоснабжения потребителей и экономикой региона в целом, перенос акцентов с федерального на региональный уровень (оценка эффективности использования местных и нетрадиционных энергоресурсов, рассмотрение конкретных финансовых потоков, принятие конкретных решений и т.п.), учет и согласование интересов субъектов, действующих на региональных энергетических рынках.

Предложенная автором методология и разработанные под его руководством средства позволили впервые сформулировать основные положения региональной энергетической политики ОАО «Газпром».

3. Разработаны подходы (принципы, методы, модели) к разработке программ по развитию региональных систем топливо- и энергоснабжения, включая газоснабжение, как одного из этапов в схеме принятия решений по управлению энергетикой.

4. Предложены методика формирования и технико-экономической оценки вариантов развития региональных систем топливо- и энергоснабжения и схема увязки решений, ориентированные на детализацию информации о потребителях и взаимодействие специалистов по различным системам энергоснабжения.

5. Разработаны методические подходы к формированию комплекса мероприятий по обеспечению надежности функционирования систем газоснабжения и бесперебойного снабжения потребителей. Полученные с участием автора рекомендации вошли в проекты трансконтинентальных газопроводов от Оренбургского месторождения, месторождений Надым - Пуртазовского региона и Ямала в Европейскую часть России, Западную Сибирь, Центральную и Западную Европу и были использованы при обеспечении надежности уникальных объектов: перехода газопроводов через Байдарацкую губу и по дну Черного моря.

6. На основе многолетних исследований по надежности систем газоснабжения, выполненных при активном участии автора, разработаны и утверждены "Методика расчета надежности магистральных газопроводов" и "Методика оценки системной надежности магистральных газопроводов", ставшие нормативными документами, начиная с проектирования газопровода Уренгой - Помары - Ужгород. Эти работы позволили также получить аргументы против необоснованного увеличения диаметров газопроводов, рабочего давления и единичной мощности магистралей.

7. Получила развитие научно-методическая база для принятия решений по выбору оптимальной структуры и параметров региональных распределительных систем газоснабжения и их реконструкции, которая является сейчас основным инструментом, используемым при проектировании этих объектов.

8. Впервые предложены методические основы принятия решений по комплексному освоению малых месторождений углеводородов и проектированию их разработки. Разработанная под руководством автора концепция адаптивного проектирования и освоения малых месторождений углеводородов содержит: методику инженерного и технико-экономического обоснования, оценки эффективности вовлечения месторождений в разработку и первоочередные меры по их освоению.

9. Впервые разработаны методические основы коммерческого использования метана угольных пластов в системе энергоснабжения региона. Исследования по вовлечению метана угольных пластов в топливно-энергетический баланс региона доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.

10. Основные практические результаты исследований включают рекомендации по развитию региональных систем газоснабжения и мероприятия по обеспечению надежности объектов единой системы газоснабжения. Разработаны:

- Генеральные схемы газоснабжения и газификации в 7 регионах России. Аналогичные работы ведутся еще в 27 регионах РФ.

- Технико-экономическая оценка направлений развития топливно-энергетического комплекса Томской области на перспективу. Аналогичные работы по обоснованию энергетической стратегии регионов до 2020г. проводятся еще в 8 регионах.

- Комплекс технических решений и рекомендации по повышению надежности систем магистральных газопроводов из Северных районов Тюменской области в Центральные районы и на экспорт (17 ниток), включая Уренгой - Ужгород, Ямбург - Западная граница СССР, Уренгой -Центр, Ямбург - Тула.

- Концепция и Генеральная схема освоения газовых и газоконденсатных малых месторождений. Разработаны предложения по освоению малых газовых и газоконденсатных месторождений Ростовской области, Ставропольского и Краснодарского краев.

- Научно-методические основы промышленного использования метана угольных пластов. Эти исследования доведены до стадии опытно-промышленного эксперимента в Кузбассе.

1. Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса. / Баранов В.М., Гриценко А.И., Карасевич A.M. и др. - М.: Наука, 1998. - 304 с

2. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1965.-460 с.

3. Беляев JI. С. Решение сложных оптимизационных задач в условиях неопределенности Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1978. - 128 с.

4. Бесчинский А.А., Коган. Ю.М. Экономические проблемы электрификации. — М.: Энергоатом-издат, 1983.

5. Бизнес-план организации газодобывающего предприятия в Ростовской области на базе ГП-3 Каневского ГПУ предприятия «Кубаньгазпром». ВНИИГАЗ. 1997 г.

6. Бушуев В.В., Шейндлин А.Е. Энергетика основа национальной безопасности России // Энергетическая политика. - 1996. - № 2. - С. 8-10.

7. Бюджетный кодекс Российской Федерации от 31 июля 1998 г. №145-ФЗ // Собрание законодательства РФ. 1998. - №31. - Ст. 3823.

8. Васильева Е.М., Левит Б.Ю., Лившиц В.Н. Нелинейные транспортные задачи на сетях. М., 1981,- 104 с.

9. Вейц В.И. Структура энергетического баланса и основы электрификации, газификации и теплофикации промышленности. М.: Госэнергоиздат, 1947.

10. Внешахтное извлечение угольного метана. / Ермаков А.И., Ефремова А.Г., Журило А.А. и др. // Горный вестник. 1998. - №5. - С. 99-102.

11. Возможность промышленной добычи метана из угольных пластов Кузбасса / А.И. Гриценко, A.M. Карасевич, В.И. Ермаков, А.А. Журило // Горный вестник. 1998. - №2. - С. 3-9.

12. ВРД 39-1.10-006-2000. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов ОАО «Газпром» / 000«ВНИИГАЗ». М.: ИРЦ ОАО «Газпром» 2000

13. Гарнаев А.Ю. Excel, VBA, Internet в экономике и финансах. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. -816 с.

14. Гидроэнергетика /Под ред. Обрезкова В.И. М.: Энергоатомиздат,1981.- 608 с.

15. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985.

16. ГОСТ 27.002-83. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов. -1983.-30 с.

17. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М: Изд-во стандартов, 1990. - 36 с.

18. Государственная концепция развития Сибири на долгосрочную перспективу: Исходные материалы к проекту. Новосибирск: СО РАН филиал «ГЕО», 2000. - 98 с.

19. ГЭСН 81-02-24-2001. Теплоснабжение и газопроводы наружные сети. / Госстрой России. -Москва, 2002 г. - Кн. II: Газопроводы городов и поселков. - 48 с.

20. ГЭСНм 81-03-07-2001. Компрессорные установки, насосы и вентиляторы. / Госстрой России. -Москва, 2001 г. -52 с.

21. ГЭСНм 81-03-12-2001. Технологические трубопроводы. / Госстрой России. Москва, 2001 г. -52 с.

22. Диагностика материалов и конструкций топливно-энергетического комплекса. / Баранов В.М., Карасевич А.М и др. М.: Энергоатомиздат, 1999. - 360 с.

23. Емельянов С. На гребне конъюнктурной волны. // Экономика и жизнь. 2001. - №48.

24. Жвачкин С.А., Паровинчак М.С. Новая концепция развития газовой отрасли Томской области: Геологическое обоснование комплексной разработки газоконденсатно-нефтяных месторождений Томской области. Томск: НТЛ, 1999. - 56 с.

25. Закиров С.Н. Разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. -М.: Струна, 1998.-628 с.27.