Глава 1. Основы оптимизации топливного снабжения электростанций России.
Подходы к оптимизации топливного баланса.
Угольная промышленность является самой старой из всех отраслей топливно-энергетического комплекса. Велико значение угля как топлива, как сырья для химической промышленности, так и для выплавки чугуна и стали в черной металлургии.
Рис. 1. Варианты использования угля и продуктов его переработки. Источник «Эксперт»
Рис. 2. Структура потребления топлива ТЭС отрасли за период 1980-2005, %. Источник шестой выпуск ежегодного информационно-аналитического «Доклада о функционировании и развитии электроэнергетики России».
В структуре внутреннего потребления топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) сохраняется доминирующие положение природного газа, доля которого в 2010 году составила 52,6 %, в то время, как доли нефти и угля снижаются.
Главной причиной такой динамики структуры потребления топлива в прошедшие годы являются ценовые соотношения на взаимозаменяемые энергоносители – газ и уголь.
К сожалению, отсутствие у государства прямых механизмов влияния на перспективную структуру топливно-энергетический баланса (ТЭБ) страны исключает практическую возможность управления ею государством, а текущая энергетическая политика в сфере рационализации ТЭБ носит рекомендательный характер и практически не оказывает влияния на реальное положение дел. Но при плановой экономике дела обстояли иначе: выходило много научных работ посвященных рационализации ТЭБ.
К примеру, по словам Мелентьева в энергетике того времени все шире и успешнее применялись математические методы и ЭВМ для нахождения наилучших решений (оптимизационные задачи) и для автоматизированного управления технологическими процессами. Во многих случаях без математических методов, ЭВМ и в целом средств кибернетики уже просто невозможно находить правильные решения по выбору наилучших направлений развития энергетики и осуществлять надежную и экономичную эксплуатацию таких больших систем, как Единая энергетическая и Единая система газоснабжения страны.
Вследствие этого возникают такие приоритетные направление как: первое ‑ разработка научных основ и комплексных методов оптимизации развития больших систем энергетики. Конечная цель этих исследований ‑ построение четкой взаимосвязанной реальной иерархии этих систем; создание органов, осуществляющих оптимизацию таких систем с определением возникающих здесь задач и методов их решения, взаимозависимых и иерархически организованных информационных связей, необходимых для решения задач оптимизации в различных временных (от года до 10 - 15 лет) и технологических разрезах, комплексной системы математических моделей для обработки информации и подготовки ее для принятия решения человеком на соответствующей иерархической ступени. Однако любая оптимизация ‑ это только подготовка решения, но не его реализация. Поэтому вторым направлением исследований на рассматриваемом участке энергетической науки считалось решение более широкой и сложной проблемы ‑ создание научных основ и методов управления развитием больших систем энергетики, хозяйственного руководства ими, а также оперативного управления их технологическими процессами. В части управления развитием и хозяйственным руководством конечные цели по существу аналогичны изложенным для задач оптимизации, с той, однако, существенной разницей, что создаваемые для этого автоматизированные информационные системы управления призваны не только находить оптимальные решения, но также и реализовать их и систематически корректировать по срокам реализации.
Перечисленные Мелентьевым проблемы очень сложны как в научном, так и в практическом отношении.
Данное высказывание автора, является предпосылкой для создания оптимизационной модели в ТЭК.
Работы Пробста, Макарова, Рыльского преследуют схожие цели. Но, к сожалению, основной массив наработанных материалов по данному направлению разрабатывался применительно к плановой экономике народного хозяйства, в связи с чем утеряли свою актуальность. Однако и сегодня задачи оптимизации вновь становятся востребованными. Но подходы к оптимизации сегодня совеем иные.
Есть три подхода, со стороны:
государства > не рассматривается т.к. нет носителей этой позиции
производителя (угольные компании) > максимизация прибыли
потребителя (ТЭС) > минимизация издержек
По сути, оптимизируют процесс два участника, производитель и потребитель, в этом случае появляется третий игрок – железнодорожный транспорт.
Следует отметить, что в современных российских условиях потребители энергетического угля (ТЭС) и государство в некоторой мере преследуют общие интересы. Если угольная отрасль была приватизирована в 1990-х гг., то реструктуризация РАО «ЕЭС России» произошла во второй половине 2000-х гг., и до сих пор была реализована лишь частично. Государство до сих пор сохраняет значительную долю в теплоэнергетических мощностях через госкомпании «Газпром» и «Интер РАО ЕЭС» (см. рис. 5).
Таким образом, прежде чем переходить к оптимизации, необходимо разобраться в особенностях потребления, производства и транспортировки энергетического угля.