Введение 3
1 Теоретико-методологические подходы к анализу развития газотранспортных систем 8
1.1 Факторы развития трубопроводных систем газодобывающих стран в
современных условиях 8
1.2 Методологические основы анализа газотранспортных систем 21
1.3 Стратегические экономико-игровые модели в применении к анализу
газотранспортных систем 24
2 Современное состояние газотранспортной системы России 35
2.1 Состояние и перспективы развития газотранспортной системы 35
2.2 SWOT-анализ функционирования магистральных газопроводов 43
3 Оптимизация стратегий развития элементов российской газотранспортной системы 53
3.1 Оптимизация стратегий технической диагностики участков Единой
газотранспортной сети с использованием бескоалиционной игры 53
3.2 Оптимизация стратегий поставок газа с использованием некооперативных
игровых моделей 60
3.3 Оптимизация стратегий развития газотранспортных маршрутов с использованием
кооперативных игровых моделей 69
3.4 Применение игровых моделей в разработке стратегий развития газотранспортной
системы Российской Федерации 76
Заключение 79
Список использованных источников и литературы 82
Мир живет в эпоху тектонических сдвигов, глобальной трансформации, порождаемой очередной промышленной революцией. Зарождается новый технологический уклад, в основе которого будет лежать энергетика нового низкоуглеродного типа.
Углеводородная энергетика, основанная на использовании ископаемых нефти и газа, по сей день играет доминирующую роль в мировой экономике, постепенно уступая новой парадигме энергетического развития - «зеленой энергетике», основанной на использовании энергоемких технологий и переходе к альтернативным источникам энергии с существенным снижением органических топлив в мировом энергобалансе. Однако, согласно комплексному анализу отрасли и прогнозам ученых и экспертов ТЭК, «BP» и Аналитического центра при Правительстве Российской Федерации, углеводородная энергетика еще несколько десятилетий останется основой мировой энергетики, в том числе одной из движущих сил российской экономики и гарантом энергобезопасности России.
В настоящее время успешное функционирование отечественного нефтегазового комплекса определяет общую динамику развития экономики, процесс формирования финансовых ресурсов, состояние и динамику занятости. Доминирующее положение комплекса в народном хозяйстве, в соответствии с той ролью, которую он играет в экономике и социальной сфере, сохранится и в обозримом будущем. И это действительно так. Согласно докладу А. Новака, «О проекте энергетической стратегии на период до 2035 года», в отечественной экономике нефтегазовые доходы обеспечивают почти четверть ВВП страны и около трети инвестиций, более половины экспорта и около 40% доходной части федерального бюджета, и является драйвером инновационного развития и заказов для смежных отраслей.
Газовая промышленность - неотъемлемая часть нефтегазового комплекса - призвана обеспечить подачу голубого топлива в любой момент времени в необходимом количестве в условиях переменных нагрузок газопотребления.
Адаптация газотранспортной системы к технико-экономическим требованиям современности представляет собой сложный, длительный и капиталоемкий процесс, требующий исследования крупномасштабных инновационных программ реконструкции и развития системы. Потребность в создании мощной и надежной системы транспортировки газа как внутри страны, так и на экспорт, определяет необходимость формирования комплексной технологии её модернизации, включающей систему методов, моделей и технических решений.
Актуальной повесткой в развитии газотранспортной системы также является соблюдение экологических требований при эксплуатации газопроводов. Особенно подчеркивается повышение надежности наиболее ресурсоемкой структурной единицы газотранспортной системы - сети магистральных газопроводов, которая представляет наибольшую потенциальную угрозу окружающей среде на больших территориях.
Таким образом, исследование перспектив строительства новых газопроводов, приведение газотранспортной системы России в соответствие с объемами локального и глобального спросов в интересах эффективного участия в международном товарном обмене является актуальной задачей как с практической, так и с научной точки зрения.
Степень разработанности исследуемой проблемы. Существенный вклад в разработку стратегии развития газовой отрасли в национальной экономике внесли: Ю. И. Боксерман, Р. И. Вяхирев, А. И. Гриценко, Д. В. Люгай, А. А. Макаров и другие.
Концептуальным основам формирования и развития газотранспортной системы России посвящены научные труды Р. А. Алиева, А. А. Афанасьева, Д. С. Баканова, Б А. Витовича, В. Ф. Дунаева, А. В. Лагерева, Л. В. Эдера и других.
Теоретико-игровые подходы к решению конфликтов высшего уровня - между странами и транснациональными корпорациями, обусловленные конкуренцией наций - на рынке газа освещены в публикациях С. А. Афонцева, А. Березной, О. Клочко, Ю. Д. Кононова, А. Масленникова, Б. Порфирьева, Е. А. Сидоровой и других. Среди зарубежных исследователей, чьи научные труды, посвящены оптимизации игровых моделей газовых поставок, были рассмотрены работы Ф. Грэйса и К. Женга, М. Грабау, Ф. Меранд, Р. Ритза, Ю. Чанга, Х. Хами, Ф. Ли, М. Янга, Х. Х. Хейравара, Ф. Хуберта и С. Иконниковой, Б. Шиклая и других.
Применение теории игр в разрешении более локальных конфликтов - конфликтов между компаниями, имеющими точки соприкосновения - экономических агентов на газовом рынке представлено в работах А. А. Афанасьева, Е. Г. Гольштейна, Н. Г. Джурка, В. А. Камионко, Е. А. Копытиной, Е. М. Скаржинской, А. Е. Шаститко и других.
Данная работа продолжает расширять область знаний, направленную на исследование факторов развития газотранспортной системы России и методов их оптимизации с точки зрения теоретико-игрового подхода.
Цель исследования заключается в оптимизации стратегий развития газотранспортной системы Российской Федерации с использованием теоретико-игровых моделей.
Цель предусматривает решение следующих задач:
1) систематизировать факторы развития газотранспортной системы России;
2) разработать схему анализа газотранспортной системы;
3) проанализировать стратегические экономико-игровые модели в применении к анализу газотранспортных систем;
4) проанализировать состояние газотранспортной инфраструктуры России;
5) выявить основные тенденции и проблемы развития газотранспортной системы посредством SWOT-анализа;
6) разработать стратегическую игровую модель технической диагностики участков Единой газотранспортной сети магистральных газопроводов;
7) разработать стратегическую игровую модель конкуренции крупных операторов (агентов) поставок газа по трубопроводной сети магистральных газопроводов; получить равновесные по Нэшу стратегии поставщиков, представляющие собой совокупность объемов поставок газа по элементам сети;
8) разработать конструктивные алгоритмы определения равновесных потоков по доступным газотранспортным маршрутам на основе использования кооперативных сетевых игр; в качестве подходов к поиску равновесий использовать понятия равновесий Шепли.
Объект исследования - нефтегазовый сектор экономики Российской Федерации.
Предмет исследования - экономико-математические модели, основанные на применении аппарата теории игр, для оценки перспектив развития газотранспортной системы Российской Федерации.
Методология исследования основана на экономико-статистическом, экономикоматематическом методах исследования, системном подходе и анализе: функциональной и структурной декомпозиции объектов и процессов и моделировании взаимоотношений участников сложных систем в рамках некооперативной и кооперативной теории игр.
Информационная база исследования базируется на данных государственных организаций: Федеральная служба государственной статистики, Аналитический центр при Правительстве РФ, Минэнерго России, Институт энергетических исследований РАН, Институт проблем естественных монополий. А также изданиях международных организаций: Международного энергетического агентства (IEA), Европейского союза газовой промышленности; отчетности крупных мировых и российских нефтегазовых компаний: «BP», ПАО «Газпром». В работу включатся научные статьи из рецензируемых журналов, монографии, учебные пособия и классические работы, соответствующие теме исследования.
Элементы научного вклада исследования:
1. Разработана теоретико-игровая модель «Заказчик-Подрядчик» технической диагностики участков Единой газотранспортной сети России.
2. Разработана и апробирована теоретико-игровая модель «Поставщик- Транспортировщик» конкуренции на рынке транспортировки углеводородов на экспорт независимых равносильных игроков на примере газотранспортной сети Украины.
3. Разработана и апробирована теоретико-игровая модель коалиционной игры поиска равновесных потоков на газопроводной сети России на примере строящегося магистрального газопровода «Сила Сибири-2».
Практическая значимость исследования заключается в разработке моделей, позволяющих энергетическим компаниям и государственным органам Российской Федерации оценить целесообразность газотранспортных проектов во внешней и внутренней торговле природным газом. Теоретические положения могут быть использованы для обоснования управленческих и инвестиционных решений на рынке газа.
Объем и структура магистерской диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников. Объем работы - 94 страницы, включая 16 рисунков и 21 таблицу.
Во введении отражена актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, объект и предмет, научная новизна и практическая значимость диссертации.
В первой главе «Теоретико-методологические подходы к анализу развития газотранспортных систем» систематизированы факторы развития системы транспорта газа, определена схема анализа системы транспорта газа, рассмотрены существующие стратегические экономико-математические модели в применении к анализу систем транспорта газа.
Во второй главе «Современное состояние газотранспортной системы России» проведен анализ состояния газотранспортной инфраструктуры Российской Федерации, обнаружена динамика развития и выявлены основные проблемы системы транспорта газа с упором на экспортную составляющую, представлен SWOT-анализ функционирования российских магистральных газопроводов.
В третьей главе «Оптимизация стратегий развития элементов российской газотранспортной системы» разработаны и апробированы на реальных данных экономикоматематические модели основных элементов газотранспортной системы России, аргументировано использование полученных результатов в соответствии с государственной стратегией развития российской системы транспорта газа и реализации новых проектов по строительству магистральных газопроводов.
В заключении фиксируются основные выводы проведенного исследования и формулируются предложения по использованию результатов практической части исследования.
Публикации. Практические материалы исследования были успешно представлены на «XIX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», прошедшей 26-29 апреля 2022 г. при Томском государственном университете, и будут опубликованы в сборнике докладов, индексируемом в РИНЦ, в июне-июле 2022 г. Также материалы были опубликованы в монографии «Методология развития управления, экономики и образования», включаемой в РИНЦ, под общей редакцией К. Б. Герасимова при АННОО «Приволжский Дом Знаний».
В диссертации на тему «Применение теории игр в оптимизации стратегий развития газотранспортной системы Российской Федерации» был получен ряд результатов, имеющих элементы научной новизны, практическую значимость и являющиеся предметом защиты.
Газотранспортная система - совокупность действующих на территории страны систем газоснабжения: Единой системы газоснабжения, региональных систем газоснабжения, газораспределительных систем и независимых систем газоснабжения, являющуюся одной из федеральных энергетических систем России.
С технической точки зрения под газотранспортной системой понимается совокупность взаимосвязанных трубопроводов и сопутствующих им сооружений, по которым газ подается от промыслов конечному потребителю.
Исследование фокусировалось на части газотранспортной системы России, представленной системой магистральных газопроводов, принадлежащих ПАО «Газпром», которая обеспечивает транспорт голубого топлива как внутри страны, так и на экспорт, конечному потребителю.
В работе была предложена классификация факторов развития национальной газотранспортной системы на основе систематизации макро- и микроэкономических факторов, выделенных в теории отраслевых рынков, стратегическом менеджмента и теории конкурентных преимуществ.
Диссертация содержит подробно описанную схему анализа состояния и перспектив развития газотранспортной системы Российской Федерации в виде процедуры выявления факторов развития национальной газотранспортной системы, существующих проблем газовой отрасли Российской Федерации и возможностей их преодоления посредством SWOT-анализа, а также анализе последних тенденций в энергетической стратегии России.
В работе обосновано применение теории игр к описанию и оптимизации стратегий развития газового сектора экономики. Универсальность аппарата теории игр позволяет адаптировать игровые модели под рассматриваемые процессы. В пример были приведены работы как отечественных авторов (Афанасьев А. А., Афонцев С. А., Березной А., Гольштейн Е. Г., Джурка Н. Г., Камионко В. А., Клочко О., Кононов Ю. Д., Копытина Е. А., Масленников А., Порфирьев Б. Н., Сидорова Е. А., Скважинская Е. М., Шаститко А. Е.), так и зарубежных авторов (Грейс В. и Женг К., Ли Ф., Хами Х., Хейравар Х., Хуберт Ф., Чанг Ю., Янг М.). Также были рассмотрены теоретические аспекты коалиционных и бескоалиционных игр в нормальной и развернутой форме.
Анализ нынешнего состояния отечественного рынка газа показал наличие следующих вывозов: увеличение затрат при транспортировке газа на внутренний и мировой рынки, отсутствие полноценного конкурентного внутреннего рынка газа, незавершенность процесса формирования законодательных и нормативно-правовых основ функционирования внутреннего рынка сжиженного природного газа, усиление негативного влияния процессов добычи и транспортировки природного газа на окружающую среду, устаревание объектов газотранспортной системы России, политическое и экономическое давление со стороны недружественных стран, подрывающее воплощение перспективных проектов по разработке месторождений газа, его транспортировке и строительству новых газотранспортных мощностей.
Далее в ходе анализа состояния и развития магистральных газопроводов был выделен ряд основных проблем эксплуатации магистральных газопроводов Российской Федерации: необходимость проведения ремонтных работ, низкое качество материалов, не обеспечивающие требуемых сроков эксплуатации, недостаточное внедрение высокоэффективных технологий и технических средств для выполнения эксплуатационных работ; и рассмотрены меры повышения эффективности и конкурентоспособности системы транспорта газа на внутреннем и международном газовом рынке в соответствии с «Стратегией устойчивого развития группы «Газпром».
В ходе стратегического анализа функционирования системы магистральных газопроводов ПАО «Газпром» были сформированы ее сильные и слабые стороны, возможности и угрозы. Был проведен SWOT-анализ, результатом которого стали стратегии-решения, позволяющие через выявленные стороны наилучшим образом использовать возможности развития системы и предотвращать негативное воздействие угроз, согласующиеся с государственной стратегией по развитию энергетических рынков в газовой сфере.
В процессе исследования были разработаны экономико-игровые модели оптимизации стратегий развития газотранспортной системы Российской Федерации по следующим направлениям:
1. Теоретико-игровая модель «Заказчик-Подрядчик» технической диагностики участков Единой газотранспортной сети России.
2. Теоретико-игровая модель «Поставщик-Транспортировщик» конкуренции на рынке транспортировки углеводородов на экспорт независимых равносильных игроков на примере газотранспортной сети Украины.
3. Теоретико-игровая модель коалиционной игры поиска равновесных потоков на газопроводной сети России на примере строящегося магистрального газопровода «Сила Сибири-2».
Предложенные модели позволят энергетическим компаниям и государственным органам Российской Федерации оценить целесообразность газотранспортных проектов во внешней и внутренней торговле природным газом. Теоретические положения исследования могут быть использованы для обоснования управленческих и инвестиционных решений на рынке природного газа по заявленным направлениям.
1. О газоснабжении в Российской Федерации : федер. закон от 31.03.1999 г. № 69- ФЗ (с изм. от 30.12.2012) // Собрание законодательства РФ. - 1999. - № 14. - Ст. 1667.
2. О стратегическом планировании в Российской Федерации : федер. закон от от 28.05.2014 № 172-ФЗ (с изм. от 31.07.2020) // Собрание законодательства РФ. - 2014. - № 26. - Ст. 3378.
3. Об охране окружающей среды : федер. закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (с изм. от 25.06.2012) // Собрание законодательства РФ. - 2002. - № 2. - Ст. 133.
4. Об экспорте газа : федер. закон от 18.07.2006 № 117-ФЗ (с изм. от 24.04.2020) // Собрание законодательства РФ. - 2006. - № 30. - Ст. 3293.
5. О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации : указ
Президента Российской Федерации от 01.12.2016 № 642 // Гарант : информ.-правовое обеспечение. - М., 2016. - URL: https://base.garant.ru/71551998/ (дата обращения:
25.05.2022).
6. О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года : указ Президента Российской Федерации от 26.10.2020 № 645 «// Гарант : информ.-правовое обеспечение. - М., 2020. - URL: https://base.garant.ru/74810556/ (дата обращения: 25.05.2022).
7. Об утверждении Стратегии развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года : распоряжение Правительства Российской Федерации от 22.12.2018 № 2914-р // «Консультант Плюс» : справочная правовая система. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 314605/ (дата обращения: 25.05.2022).
8. Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до
2035 года : распоряжение Правительства Российской Федерации от 9.06.2020 №1523-р // «Консультант Плюс» : справочная правовая система. - URL:
http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 354840/ (дата обращения: 25.05.2022).
9. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. - Введ. 2013-07-01. - М.: Госстрой, 2013. - 63 с.
10. Алексей Миллер : 2021 стал для «Газпрома» рекордным // Пресс-служба ПАО
«Газпром». - [Б. м.], 2022. - URL: https://www.gazprom.ru/press/news/miller-
journal/2022/740308 (дата обращения: 25.05.2022).
11. Алиев Р. А. Трубопроводный транспорт нефти и газа / Р. А. Алиев, В. Д. Белоусов, А. Г. Немудров. - М. : Недра, 1990. - 222 с.
12. Афанасьев А. А. Мировая энергетика : глобальные проблемы и перспективы развития / А. А. Афанасьев, Н. Н. Баранов // Энергия : экономика, техника, экология. - 2021.
- № 2. - С. 28-47.
13. Афанасьев А. А. Модифицированная вычислимая модель общего равновесия экономики России с газовой отраслью RUSEC - PAO «GAZPROM» / А. А. Афанасьев // Экономика и математические методы. - 2018. - Т. 54, № 2. - С.29-49.
14. Афонцев С. А. Политика и экономика торговых войн /С. А. Афонцев // Журнал Новой экономической ассоциации. - 2020.- Т. 45, № 1.- С. 193-199.
15. Баканов Д. С. Стратегии и перспективы развития газовой промышленности в условиях модернизации российской экономики / Д. С. Баканов // Вестник ТГУ.Экономика.
- 2018. - №2. - С. 154-156....