3. Прогнозирование перспективной потребности в электро - и теплоэнергии и режимов энергопотребления

3.1. Прогнозирование потребности в электро - и теплоэнергии

В зависимости от состава и характера решаемых задач и обосновываемых решений прогнозирование перспективной потребности в электро - и тепло- энергии может осуществляться в разрезах ЭЭС и энергообъединений (ОЭС и ЕЭС), а также на уровне страны и регионов (территорий) и для отдельных хозяйствующих субъектов.

В общем случае расчет потребности в электроэнергии на перспективу осуществляется по следующим составляющим в соответствии с выражением 3.1.

W_t = W_пол.t + W_с.н.t + W_пот.t (3.1)

где W_t - общий объем электропотребления в рассматриваемом

разрезе прогнозирования в году t;

W_пол.t - потребление электроэнергии собственно потребителями («полезное» потребление);

W_с.н.t - потребление электроэнергии на собственные технологические

нужды электростанций ;

W_пот.t - потребление электроэнергии на технологические нужды при ее

транспорте по электрическим сетям (потери в сетях );

Прогнозный объем электропотребления определяет объем электроэнергии, который должен быть произведен либо генерирующими установками в границах ЭЭС либо частично или полностью получен со стороны, и который должен обеспечить спрос потребителей на электроэнергию с учетом того, что часть энергии будет израсходована на собственные нужды генерирующих установок, а часть будет потеряна при транспорте энергии по сетям.

Следует отметить, что при прогнозировании и планировании развития ЭЭС и электроэнергетики в целом осуществляется прогнозирование потенциального спроса потребителей на электроэнергию («полезное» потребление), без учета платежеспособности потребителей, условий их хозяйствования, возможных отклонений норм потребления энергии в быту от рациональных величин и т.п. В текущей хозяйственной деятельности энергосбытовых компаний прогнозирование платежеспособного спроса потребителей энергии осуществляется с целью выработки финансовой политики компаний и разработки комплекса мер по снижение неплатежей за поставленную энергию и снижения коммерческих потерь энергии (хищения, бездоговорное и безучетное потребление).

Методы и способы прогнозирования энергопотребления могут существенно различаться в зависимости от длительности периода прогнозирования и масштабов рассматриваемой территории.

На ближайшую перспективу до 5-7 лет прогнозирование энергопотребления, как правило, осуществляется статистическими методами путем распространения на перспективу темпов роста энергопотребления, достигнутых на рассматриваемой территории (ЭЭС) за предшествующие 3-5 лет. При необходимости при прогнозировании учитывается:

возможность появления на территории в течение периода прогнозирования новых крупных потребителей электроэнергии, существенно влияющих на изменение отчетных темпов роста потребности в электроэнергии;

наличие намеченных к реализации программ энергосбережения.

Источниками отчетной информации по объемам электропотребления в территориальных разрезах являются органы государственной статистики, энергосбытовые компании и территориальные подразделения (филиалы) Системного оператора.

Динамика роста энергопотребления в стране с года по данным Минэнерго РФ характеризуется рис. 3.1. Как видно из рисунка, вплоть до 1998 года в период рыночной перестройки экономики страны и мирового экономического кризиса имело место глубокое снижение объемов потребления электроэнергии по сравнению с 1990 годом (почти на 25%) и лишь в 2011-2012 г. г. объем электропотребления достиг уровня 1990 года.

При прогнозировании потребности в электроэнергии для крупных территорий и энергообъединений (ОЭС) в России на перспективу более 5-7 лет достаточно широко распространен нормативный метод прогнозирования, при котором прогнозирование полезного потребления осуществляется в соответствии с выражением (3.2).

Рис. 3.1. Динамика изменения объемов электропотребления по стране и максимумов потребления мощности в 1991 – 2012 гг.

W_{пол.t =} ∑П_пром.jt*q_пром.jt+∑П_комб.kt*q_комб.kt+∑П_тр.ft*q_тр.ft+П_схоз.rt*q_схоз.rt (3.2.)

J k f r

где: П_пром.jt - прогнозируемый объем производства промышленной

продукции вида j в году t в натуральном либо стоимостном

выражении;

q_пром.jt - нормативная величина расхода электроэнергии на производство

единицы промышленной продукции вида j в году t (удельная

энергоемкость, норматив удельного электропотребления);

П_комб.kt , П_тр.ft , П_тр.ft - прогнозируемые объемы производства продукции и

услуг по подотраслям коммунально-бытового сектора (включая

социальную сферу и прочие услуги) транспорта и сельского

хозяйства в в году t в натуральном либо стоимостном

выражении;

q_комб.kt , q_тр.ft, q_схоз.rt - соответствующие нормативы удельного

электропотребления по подотраслям коммунально-бытового

сектора, транспорта и сельского хозяйства в в году t ;

При использовании нормативного метода прогнозирования потребности в энергии важнейшее значение имеет возможность получения информации о перспективных объемах производства продукции по отраслям промышленности и по подотраслям коммунально-бытового сектора, транспорта и сельского хозяйства и о нормативах удельного электропотребления по отраслям и подотраслям. Основными источниками информации об объемах производства продукции по отраслям и подотраслям на прогнозируемую перспективу являются:

- подразделения Минэкономразвития РФ, Минпромторга РФ, Минрегионразвития РФ, Министерства транспорта РФ, Министерства сельского хозяйства РФ;

- плановые и экономические подразделения администраций субъектов РФ и крупных муниципальных образований;

- подразделения стратегического планирования крупных компаний и предприятий;

- отделы перспективного прогнозирования и планирования специализированных отраслевых проектных институтов и НИИ;

- специализированные маркетинговые агентства и компании.

Основными источниками информации о нормативах удельного электропотребления являются :

- отделы перспективного прогнозирования и планирования и технологические отделы специализированных отраслевых проектных институтов и НИИ;

- отделы и службы главного технолога (главного инженера) промышленных предприятий;

Укрупнено указанные нормативы представлены в [20]. При использовании нормативов на перспективу, необходимо учитывать, что в связи с возможными изменениями в технологии производства отдельных видов отраслевой продукции и представления услуг величины нормативов могут корректироваться. Особое значение это имеет для нормативов производства энергоемкой продукции в черной и цветной металлургии, в нефтепереработке и нефтехимии, в химической и целлюлозно-бумажной промышленности и др. Информацией о возможных изменениях в технологиях производства располагают упомянутые выше подразделения отраслевых проектных институтов и НИИ и промышленных предприятий.

Наряду с нормативным методом на уровне крупных регионов и страны в целом для прогнозирования полезного спроса на энергию на долгосрочную перспективу используются макроэкономические методы, основой которых являются регрессионные зависимости между величиной энергопотребления на ту или иную перспективу и прогнозируемыми макроэкономическими показателями, включая [22,26,46]:

- величины внутреннего валового продукта (ВВП);

- объемы промышленного и сельскохозяйственного производства;

- объемы инвестиций в отрасли экономики;

- показатели энергоемкости отраслей экономики

- величины душевых доходов населения и т.п.

В зарубежных странах достаточно широко распространены макроэкономические модели, в которых прогноз энергопотребления осуществляется в увязке с прогнозом формирования топливно-энергетического баланса регионов [ 46 ].

Использование макроэкономических моделей позволяет снизить диапазон неопределенности результатов прогнозирования общих уровней энергопотребления с использованием нормативного метода.

На рис. 3.2. представлена отраслевая структура электропотребления в России в 2011 году. Как видно из рисунка, для России характерно преобладание в структуре электропотребления в промышленности, доля которого вместе с потреблением электроэнергии на нужды транспорта и строительства превышает 52 % при низкой доле электропотребления на коммунально-бытовые нужды [44].

Источник: Росстат

Рис. 3.2. Структура электропотребления в России в 2011 г.

Указанная структура обусловлена ролью страны как крупнейшего в мире производителя и поставщика топливно-энергетических ресурсов и размещением на территории страны крупных экспортно-ориентированных предприятий черной и цветной металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, по производству удобрений и др..

Как отмечалось выше, суммарное электропотребление ЭЭС включает наряду с полезным электропотреблением расходы электроэнергии на собственные нужды генерирующих установок и на компенсацию технологических потерь в электрических сетях.

Потребление электроэнергии на собственные нужды прогнозируется, исходя из прогноза объемов выработки электроэнергии разными типами электростанций в прогнозных годовых балансах электроэнергии ЭЭС и нормативов расхода электроэнергии на собственные нужды в %% от объема выработки электроэнергии, Примерные величины указанных нормативов приведены ниже [ 20,31]:

Типы электростанций	Норматив собственных нужд, %
ТЭЦ Пылеугольная Газомазутная	8-14 7 -11
КЭС Пылеугольная Газомазутная	6-8 3-5
АЭС	5-8
ГЭС, ГАЭС	0,5-2
ГТУ	1,5-2

* чем больше единичная мощность агрегатов, тем ниже норматив потерь

Потребление электроэнергии на компенсацию технологических потерь в электрических сетях прогнозируется, исходя из прогнозируемых годовых объемов передачи электроэнергии по сетям различного напряжения при следующих ориентировочных показателях потерь в %% от объема передачи по сетям данного напряжения [ 20,21 ].

Напряжение сетей, кВ	Показатель технологических потерь в сетях,%
500-750	0,5-1,0
220-330	2,5-3,5
110	3,5-4,0
20-35	0,5-1,0
6-10	2,5-3,5
0,4	0,5-1,5

*при повышении загрузки сетей увеличивается величина потерь.

Определение перспективной потребности в тепловой энергии в зоне действия ЭЭС или энергообъединения базируется на частных прогнозах потребности в тепловой энергии в границах локальных зон теплоснабжения

[ 24, 36,37] . В общем случае суммарная потребность в тепловой энергии в локальных зонах включает потребление тепловой энергии на цели:

- отопления, горячего водоснабжения и вентиляции жилых зданий и зданий производственного и непроизводственного назначения;

- производства промышленной продукции с использованием пара, горячей воды и тепловых воздушных потоков.

Как и в отношении прогнозирования потребности в электрической энергии, при прогнозировании потребности в тепловой энергии используются нормативные показатели расхода различных видов тепловой энергии для теплоснабжения зданий и производства различных видов промышленной продукции [ 30 ].