автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Разработка инструментария для прогноза потребления энергетических ресурсов в хозяйственном комплексе страны

Введение.

1. Подходы к прогнозированию потребления ТЭР.

1.1. Системные исследования энергетики в эпоху СССР.

1.2. Существующие методы и модели определения потребности в энергии.

1.3. Общая схема расчетов энергопотребления.

2. Информационное обеспечение модели энергопотребления.

2.1. Исходная матрица межпродуктового баланса.

2.2. Матрица прямых удельных расходов.

2.3. База данных по энергосбережению.

3. Разработка инструментария расчёта энергопотребления.

3.1. Зависимость удельных расходов энергоресурсов от объёмов производства продукции и услуг.

3.2. Учёт инвестиционных процессов в расчётах энергопотребления.

3.3. Влияние экономического положения потребителей на потребление некоторых видов продукции.

4. Прогноз энергопотребления. Дополнительные возможности модели.

4.1. Прогноз энергопотребления.

4.2. Структура потребления природного газа (в интегральных затратах) по продуктам конечного спроса.

4.3. Влияние факторов экономического развития на производство топливноэнергетических ресурсов.

Повсеместное и непрерывное во времени использование энергии в материальном производстве и сфере обслуживания определяет её большую роль в экономическом развитии страны. Это обстоятельство особым образом связывает энергетику со всей системой народного хозяйства. Поэтому определение потребности в энергии - сложный многоплановый процесс, требующий весьма полной и разносторонней информации о развитии многих звеньев хозяйственного комплекса страны. Большие трудности информационного обеспечения этого процесса делают разработку методики прогнозирования энергопотребления весьма сложной и ответственной задачей.

Актуальность темы исследования. Переход от централизованной к рыночной экономике изменил подход к прогнозу потребности в топливе. Если раньше объем производства определялся производственными мощностями, а распределение продукции брало на себя государство, то теперь производство, как и в странах с рыночной экономикой, стало определяться реальным спросом, возможностями экспорта продукции, ее конкурентоспособностью по качественным характеристикам и ценам с зарубежными аналогами.

В бывшем СССР существовала разветвлённая, хорошо скоординированная система служб, занимавшаяся разработкой норм расхода материальных и топливно-энергетических ресурсов на производимую продукцию: на предприятиях, в отраслевых министерствах, Госпланах союзных республик и Госплане СССР с их многочисленными научно-исследовательскими институтами. Согласованные нормативы с учётом выполнения заданий по научно-техническому прогрессу использовались для определения плановой потребности в энергоресурсах в соответствии с планом производства продукции. С разрушением централизованно управляемой экономики возможность осуществления этим методом прогнозов энергопотребления в дальнейшем исключается тем, что разрушена вся система нормирования расхода энергоресурсов.

Однако, для укрупнённых оценок такой метод используется и в настоящее время, используя информацию по удельным расходам энергоресурсов на производство продукции, созданную в прошлые времена и продолженную в разрабатываемой Госкомстатом отчётности 11-ТЭР. При этом, прогнозные объёмы производства остаются на уровне экспертных оценок.

Отметим принципиальный методический недостаток такого подхода. Он заключается в том, что каждая продукция (или работа) прогнозируется независимо одна от другой. На самом деле, все они взаимосвязаны и, в конечном счёте, направлены на удовлетворение конечной потребности.

Не пригодны для современной России производственные функции, основанные на статистических показателях соответствующих стран. Для их построения потребуется длительная динамика устойчивого развития, а для отечественной экономики с её резкими колебаниями производства такие функции получить в ближайшее время не удастся.

Для прогноза энергопотребления принципиально не подходят стоимостные показатели объемов производства продукции, поскольку, во-первых, нет связи между энергоемкостью и стоимостью продукции, а во-вторых, в пределах одной группы товаров может быть значительное различие в стоимости при примерно одинаковой энергоёмкости (например, прокат чёрных металлов).

С распадом СССР и продолжающимся кризисом экономики России, переменами в системе управления народным хозяйством меняется информационное обеспечение,

часть официальной отчетности ликвидируется, но появляется новая. Меняется и степень достоверности информации.

Цель работы. Необходимость в научной разработке методов исследования структуры и прогнозирования потребности в энергоресурсах с учётом изменившихся экономических условий в России, определила цель данной работы - создание модельного инструментария для прогноза потребления энергетических ресурсов в хозяйственном комплексе страны.

Объектом исследования является потребность хозяйственного комплекса страны в энергетических ресурсах.

Предметом исследования является влияние факторов экономического развития страны на потребление энергоресурсов.

Теоретической и методологической основой для исследований в рамках данной диссертационной работы послужил метод межпродуктового баланса, разработанный Леонтьевым В. В. [32] - по схеме «затраты - выпуск» и опубликованной в работах, посвященных исследованию американской экономики. Балансовый метод получил дальнейшее развитие в работах советских и российских ученых Аганбегяна А. А., Вартазаровой Л. С., Вигдорчика А. Г., Гершензона А. М., Гранберга А. Г., Ефимова А. Н., Клоцвога Ф. Н., Кононова Ю. Д., Криворуцкого Л. Д., Макарова А. А., Медведевой Е. А., Мелентьева Л. А., Некрасова А. С., Узякова М. Н., Шатилова Н. Ф., Яременко Ю. В., а также в разработках творческих коллективов ЦЭМИ АН СССР, ИЭ и ООП СО АН СССР, ИНЭИ РАН, НИЭИ ГВЦ Госплана СССР и ВЦ АН СССР.

В соответствии со сформулированной выше целью работы для ее достижения были поставлены и решены следующие задачи:

1. На основе выполненного анализа существующих методов и моделей определения потребности в энергоресурсах, разработан простой в использовании, адаптированный к современной информационной базе модельный инструментарий для прогноза потребности в энергоресурсах на среднесрочную перспективу.

2. Проведена верификация работы модели по статистическим данным отчётных лет. Повышена адекватность удельных показателей матрицы межпродуктового баланса в условиях повышенной неопределённости современной информационной базы.

3. Проведён структурный анализ потребления отдельных энергоносителей на основе ретроспективных данных.

4. Используя разработанную модель, выполнен прогноз потребности в электрической и тепловой энергии, природном газе, топочном мазуте, угле и нефти до 2005 года.

Научная новизна.

1. Повышена адекватность удельных показателей матрицы межпродуктового баланса в условиях существенного ухудшения информационного обеспечения. В частности, учтены изменения объёмов строительно-монтажных работ и зависимости удельных расходов энергоресурсов на производство продукции от объемов их производства.

2. Разработана оригинальная модификация модели анализа структуры и прогнозирования энергопотребления, использующая принципы межпродуктового баланса.

3. Разработанный подход позволил провести исследования важных структурных параметров энергопотребления и выявить тенденции изменения структуры использования энергетических ресурсов.

4. На базе выявленных тенденций с использованием созданного инструментария проведено прогнозирование энергопотребления до 2005 года.

Апробация работы. Основы предлагаемых методических подходов и модельный инструментарий были разработаны и апробированы в ходе научных исследований, проводившихся в ИНЭИ РАН по тематике учета газосбережения при определении потребности в природном газе для народного хозяйства России. На основе выработанных алгоритмов был создан программно-вычислительный комплекс, используемый в настоящее время в ИНЭИ РАН для среднесрочного прогнозирования производства энергоресурсов.

Основные методические положения и полученные практические результаты нашли свое отражение в ряде научных отчетов, выпущенных ИНЭИ РАН в 1998-2001 годах, и публикациях (4 статьи и тезиса докладов). Материалы диссертации были доложены и обсуждались на V Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения» (Россия, Пермь, 5-7 июня 2002 года).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и двух приложений.

Заключение. Основные выводы работы.

Результатом работы стало создание модельного инструментария для прогноза производства топлива и энергии на среднесрочную перспективу. По ходу настройки модели на отчётные данные было разрешено несколько частных проблем позволивших, в конечном счёте, без дополнительных корректировок по контрольным годам получить приемлемый уровень совпадения расчётных и отчётных данных.

В выполненной работе применены новые подходы и частные решения к построению модели и настройке её на отчётные данные.

1. Впервые разработан межпродуктовый баланс, выполненный только в натуральных показателях. Он позволяет: использовать в модели только физические параметры, независимые от изменения структуры цен и инфляционных ожиданий в стране; использовать в балансе только наиболее энерго- и материалоёмкие продукты, многие из которых представляют собой достаточно сложные агрегаты. Это позволило уменьшить размеры матрицы межпродуктового баланса и сделать содержательно понятными не только конечные, но и промежуточные результаты расчётов; использовать надёжный массив информации, накопленный в прошлые годы, как правило, не требующий пересчёта при трансформировании его на текущий или плановый период.

2. Впервые удалось построить и использовать в расчётах зависимости удельных расходов энергетических ресурсов на производство продукции и услуг от объёмов их производства. Эту возможность предоставил большой диапазон значений производства продукции (снизившегося в 1994 году по сравнению с 1990 годом в 2 - 3 раза), охватывающий практически весь интервал возможных их значений в перспективе. Такие зависимости удельных расходов электроэнергии, тепла, природного газа, мазута и угля были построены отдельно для каждого продукта.

3. Введением специальных расчётных приёмов удалось без усложнения общей структуры модели выделить инвестиционные затраты ресурсов в отраслях народного хозяйства и осуществлять их самостоятельное прогнозирование на основе ожидаемых изменений строительно-монтажных работ.

4. Создана модель, позволяющая вносить изменения в матрицу удельных расходов ресурсов в зависимости от технического прогресса, энерго- и ресурсосбережения и других условий потребления материальных ресурсов, обусловленных экономическим состоянием той или иной отрасли. Она позволяет добавлять новые продукты или исключать малозначимые.

5. Модель позволяет выполнить анализ влияния различных факторов на потребность в энергоресурсах, среди которых: изменение потребления какого-либо ресурса (строительство жилья, легковых автомобилей, какого-либо продукта питания и другое); замещение одного продукта другим (металла - конструкционной пластмассой, рядового проката - более качественным и прочее); структурные изменения в материальном производстве, связанные с преимущественным развитием отдельных отраслей; изменение структуры и объёма экспорта и импорта продукции и другое.

На модели может быть исследовано влияние реализации крупных народохозяйственных программ (таких как, жилищная программа) на развитие отдельных отраслей промышленности.

6. На основе использования модели были выявлены стратегически важные тенденции изменения структуры потребления природного газа и электроэнергии. Особо обращено внимание на принципиальную структуру экспорта, включающую скрытый экспорт.

7. С учётом выявленных тенденций разработан вариант прогноза потребления ТЭР под рассматриваемые в Минэкономике РФ стратегии развития до 2005 года. При сохранении ресурсоёмкой экономики получаем некоторый рост потребления энергоресурсов. Однако мы не достигаем до кризисных уровней потребления ТЭР.

Дальнейшее развитие модели потребления энергоресурсов следует осуществлять в направлении расчёта энергопотребления в экономических районах и субъектах Российской Федерации.

1. Аганбегян А. А. Основы разработки межотраслевого баланса. Москва, Экономиздат, 1962.

2. Багров О. Н., Клешко Б. М., Михайлов В. В. Энергетика основных производств цветной металлургии. Москва, Металлургия, 1979.

3. Бараннник Б. Г., Калинина Н. В., Криворуцкий Л. Д. Прогнозная оценка потребности в энергоресурсах региона. Препринт. Апатиты, изд. КНЦ РАН, 1999.

4. Башмаков И. А., Чупятов В. П. Технический, экономический и рыночный потенциал энергосбережения. Москва, Теплоэнергетика, 1992, №3.

5. Берлин 3. Л. Рациональное использование вторичных энергоресурсов цветной металлургии. Москва, Металлургия, 1972.

6. Браун М. Теория и измерение технического прогресса. Москва, Статистика, 1971.

7. Вартазарова Л. С. Народнохозяйственная эффективность развития энергетики: Автореферат на соискание ученой степени доктора эк. наук. Москва, 1985.

8. Виленский Н. М., Лац В. М. Топливно-энергетический баланс металлургического завода. Москва, Металлургия, 1970.

9. Газовая промышленность СССР в 1990 году. Статистический обзор. Москва, ВНИИЭ ГАЗПРОМ, 1991.

10. Гершензон А. М. Моделирование динамики межотраслевых связей энергетики. -Новосибирск, Наука, 1983.

11. Гершензон М. А., Конева О. В., Мокрый И. В. Имитационная макроэкономическая модель взаимосвязей в развитии энергетики и экономики: Препринт / РАН. Сиб. отделение. Сиб. энергетич. ин-т. Иркутск, 1991.

12. Глазьев С. Ю., Львов Д. С., Фетисов Г. Г. Эволюция технико-экономических систем: возможности и границы централизованного регулирования. Москва, Наука, 1992.

13. Головин А. П., Китайгородский В. И., Файнштейн И. Я. Прогнозирование запасов и оптимизация региональных уровней добычи в рамках ТЭК.// Экономика и математические методы, 1979, т.ХУ, вып.5.

14. Гранберг А. Г. Оптимизация территориальных пропорций народного хозяйства. -Москва, Экономика, 1973.

15. Гудима Н. В., Шейн Я. П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. -Москва, Металлургия, 1975.

16. Гундобин Н. А. Перевозка грузов по железным дорогам. Справочник. Москва, Транспорт, 1978.

17. ГурвиЧ С. М. Справочник химика-энергетика. Москва, Энергия, 1972.

18. Елохин В. Р. Нелинейная регрессионная модель для прогнозирования топливно-энергетического комплекса// Вопросы прогнозирования развития энергетики. -Иркутск, 1976.

19. Ефимов А. Н. Межотраслевой баланс и пропорции народного хозяйства. Москва, Экономика, 1969.

20. Зайцева Ю. С. Межотраслевые балансы России: переход от БНХ к СНС. Санкт-Петербург, 1999. Под ред. ак. РАН Гранберга А. Г.

21. Использование межотраслевых моделей для долгосрочного прогнозирования энергетики. Иркутск, 1979.

22. Клоцвог Ф. Н., Агеева В. А., Бузунов Р. А. Межотраслевой баланс и народнохозяйственное планирование.// Экономика и математические методы, 1969, т.ГV, вып. 1.

23. Клоцвог Ф. Н., Новичков В. А. Применение динамической модели межотраслевого баланса для народнохозяйственных расчетов на перспективу. Методология прогнозирования экономического развития СССР. Москва, Экономика, 1971.

24. Кононов Ю. Д. Влияние энергетических стратегий на энергопотребление. -Иркутск, СЭИ СО АН СССР, 1985.

25. Кононов Ю. Д. Изменения во взаимосвязях энергетики и экономики и их учёт при прогнозировании.// Энергетика России в переходный период: проблемы и научные основы развития и управления. Новосибирск, Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1996.

26. Кононов Ю. Д., Гальперова Е. В., Мазурова О. В., Посекалин В. В. Динамика энергоемкости экономики России на фоне глобальных тенденций. / Препр. №10. -Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2000.

27. Кононов Ю. Д., Корнебв А. Г., Ткаченко В. 3. Моделирование внешних производственных связей отраслевой системы. Москва, Экономика и математические методы, 1979, Т15, №5.

28. Кононов Ю. Д., Любимова Е. В., Тыртышный В. Н. Проблемы оценки народнохозяйственных последствий долгосрочных стратегий развития энергетики. Экономика и математические методы, 1983, №5.

29. Ланге О. Оптимальные решения. Основы программирования. Москва, Прогресс, 1967.

30. Лексин В. H., Федотов А. А., Чупятов В. П. Экономика использования вторичных энергоресурсов в металлургии. Москва, Металлургия, 1978.

31. Леонтьев В. и др. Исследование структуры американской экономики. Москва, Госстатиздат, 1958; Leontief W. W. The Structure of American Economy 1919-1939. N.Y., 1951.

32. Лопатников Л. И. Экономико-математический словарь. Москва, Наука, 1987.

33. Макаров А. А., Вигдорчик А. Г. Топливно-энергетический комплекс. Москва, Наука, 1979.

34. Макаров А. А., Кононов Ю. Д., Криворуцкий Л. Д., Макарова А. С., Санеев Б. Г., Шапот Д. В. Иерархия моделей для управления развитием энергетики и методы согласования их решений. Иркутск, СЭИ СО АН СССР, 1984.

35. Медведева Е. А. Технологические уклады и энергопотребление. Иркутск, СЭИ СО • РАН, 1994.

36. Медведева Е. А., Никитин Е. М. Энергопотребление и уровень жизни. -Новосибирск, Наука, 1991.

37. Мелентьев Л. А. Системные исследования в энергетике. — Москва, Наука, 1979.

38. Моделирование межотраслевых взаимодействий.// Яременко Ю. В., Нечаев А. А. и др.; Отв. ред. Яременко Ю. В. Москва, Наука, 1984.

39. Моделирование народно-хозяйственных процессов. Москва, Экономика, 1973.

40. Народное хозяйство СССР в 1990 году. Статистический ежегодник. Москва, Финансы и статистика, 1991.

41. Немчинов В. С. Экономико-математические методы и модели. Москва, Соцэкгиз, 1962.

42. Нефтяная и газовая промышленность СССР в 1990 году. Статистический обзор. -Москва, ВНИИОЭНГ, 1991.

43. Огородников С. К. Справочник нефтехимика. Ленинград, Химия, 1978.

44. Оптимизация развития топливно-энергетического комплекса.// Под ред. А. С. Некрасова. Москва, Энергоиздат, 1981.

45. Отчётный топливно-энергетический баланс за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

46. Перлов Н. И., Егоричев А. П., Петраковский А. П., Федотов А. А., Банный Н. П. Технический прогресс и топливоэнергопотребление в чёрной металлургии. -Москва, Металлургия, 1975.

47. Российский статистический ежегодник: Статистический сборник./ Госкомстат России Москва, 1995-2001.

48. Сводный отчёт о результатах использования теплоэнергии за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

49. Сводный отчёт о результатах использования топлива- за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

50. Сводный отчёт о результатах использования электроэнергии за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

51. Сводный отчёт о фактическом расходе топливно-энергетических ресурсов в Российской Федерации за 1994 год. Москва, Государственный комитет Российской Федерации по статистике, 1995.

52. Сводный отчёт об остатках, поступлении и расходе материалов в капитальном строительстве за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

53. Сводный отчёт об остатках, поступлении и расходе сырья и материалов в производственно-эксплуатационной деятельности за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

54. Серебряков Г. Р. Опыт построения динамической межотраслевой равновесной модели российской экономики.// Проблемы прогнозирования, 2000, №2.

55. Смирнов А. Д. Справочная книжка энергетика. Москва, Энергия, 1978.

56. Таможенная статистика внешней торговли Российской Федерации: Сборник./ Государственный таможенный комитет РФ Москва, 1995-2001.

57. Тенденции развития и методы прогнозирования энергетики стран-членов СЭВ. Под ред. член-корр. АН СССР А. А. Макарова, канд. техн. наук Д. Б. Вольфберга. -Москва, Энергоатомиздат, 1987.

58. Терехов Л. Л. Производственные функции. Москва, Экономика, 1974.

59. Торопцев Е. Л., Гурнович Т. Г. Прикладной анализ балансовых моделей В. Леонтьева. Ставропольское книжное издательство, 1999.

60. Угольная промышленность СССР в 1990 году. Москва, Министерство угольной промышленности СССР, ЦНИЭИуголь, 1991.

61. Узяков М. Н. Проблемы построения межотраслевой модели равновесия российской экономики.// Проблемы прогнозирования, 2000, №2.

62. Узяков М. Н. Трансформация российской экономики и возможности экономического роста. Москва, Издательство ИСЭПН, 2000.

63. Урезченко В.М. Модель прогнозирования потребностей в энергии. Методические и инструментальные средства экономического анализа. Москва: изд. ЦЭМИ РАН, 1992.

64. Хефеле В. Стратегия развития энергетики. В кн.: Энергетика, топливо, №3, вып. 14. Москва, 1981.

65. Цементная промышленность СССР в 1990 году. Выпуск ХГ/Ш.// Всесоюзный Государственный научно-исследовательский институт цементной промышленности «НИИЦЕМЕНТ», глав. ред. Барбашев Г. К., Жарко В. И., 1991.

66. Шатилов Н. Ф., Гершеизои М. А. Методические положения по использованию динамической модели межотраслевого баланса в сводном перспективном народнохозяйственном планировании. Новосибирск, 1971.

67. Экономика управления. Гл. 10. Анализ производства. Гл. 11. Оценка производственных фукций. Москва, Экономика, ,1991.

68. Электробаланс народного хозяйства за 1990 год. Москва, Государственный комитет СССР по статистике, 1991.

69. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года Москва, ГУ ИЭС Минэнерго России, 2001.

70. Юренев В. Н., Грановский Р. Г. Справочник энергетика промышленных предприятий. Москва, Энергия, 1965.

71. A Review of Energy Model №1 (1974), №2 (1975), №3 (1978). Laxenburg, Austria: IIASA.

72. Bergen C., Haurie A., Lonlou R. und MEDEO-MARCAL: un couplag entre deux models techno-economignes du systeme energetique du Quebec.// RAIRO. Rech, oper., 1987.

73. Economy Energy - Environment Models (Joule // Programme) - European Commission, Directorate - General XII. Paris, 1995.

74. Kanai A., Kashihara T. Analysis of Japanese energy demand structure based on the interindustry-relations table. Tokyo, Researches of the electrotechn. lab., 1990.

75. The National Energy Modeling System: An Overview 2000. Washington, U.S. Department of Energy, 2000.

76. Wirtschaftswactum ohne Energieverbrauchsahstieg. Schell - Szenarien fur Deutschland.// Vik - Mitt. - 1990.