Помощь студентам в учебе
Управление спросом на электропотребление в России: методы и модели
|
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
1.1 Отрасль электроэнергетики, ее структура, законодательство РФ 10
1.2 Энергоэффективность. Методы оценки энергоэффективности 20
1.3 Структура и динамика мировой электроэнергетики 29
2 УПРАВЛЕНИЕ СПРОСОМ КАК СОВРЕМЕННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
2.1 Особенности процессов энергосбережения и повышения
энергоэффективности в страновом аспекте 41
2.2 Современные методы повышения энергоэффективности 51
2.3 Управление спросом на электропотребление в России 62
3 КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ УРАЛЬСКОГО
ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
3.1 Социально-экономическая характеристика Уральского Федерального
Округа 73
3.2 Энергопотребление и энергоэффективность Уральского Федерального Округа 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
1 ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
1.1 Отрасль электроэнергетики, ее структура, законодательство РФ 10
1.2 Энергоэффективность. Методы оценки энергоэффективности 20
1.3 Структура и динамика мировой электроэнергетики 29
2 УПРАВЛЕНИЕ СПРОСОМ КАК СОВРЕМЕННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
2.1 Особенности процессов энергосбережения и повышения
энергоэффективности в страновом аспекте 41
2.2 Современные методы повышения энергоэффективности 51
2.3 Управление спросом на электропотребление в России 62
3 КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ УРАЛЬСКОГО
ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
3.1 Социально-экономическая характеристика Уральского Федерального
Округа 73
3.2 Энергопотребление и энергоэффективность Уральского Федерального Округа 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Актуальность темы. В современных условиях постоянно растет потребление электроэнергии, а глобальные и локальные кризисы в области обеспечения энергоресурсами определяют актуальность вопроса повышения энергоэффективности и энергосбережения. В связи с этим от решения данной проблемы напрямую зависит эффективность развития экономики и производства, а также реальный уровень жизни граждан. Кроме того, энергоэффективность на сегодня являются важнейшим показателем развития экономики государства. Электроэнергетика в настоящее время является одной из самых крупных отраслей современного мирового хозяйства, более того, она же является базой, обеспечивающей жизнеспособность и развитие экономической мощи государств. В научной теории вопросом повышения энергоэффективности занимались многие зарубежные и отечественные исследователи такие как Т.Д. Белова[2], Л.Д. Гительман[4], Н.В. Антонов[1], И.В. Буренина[3], Т. Герарден [48], Э. Левинсон[52] и другие.
Для российской действительности особым приоритетом являются вопросы повышения энергоэффективности и оптимизации процессов энергосбережения, так как именно энергоемкость российской экономики снижает конкурентоспособность отечественной продукции по сравнению с европейскими и азиатскими товарами.
Стоит отметить, что с каждым годом возрастает количество внедряемых проектов по повышению энергоэффективности как в международных компаниях, так и в отечественных, по различным направлениям. Одним из таких инструментов, способствующих динамичному повышению энергоэффективности на различных ступенях, является управление спросом на энергоресурсы. Данный механизм позволяет существенно расширить границы управления затратами на электроэнергию как на уровне отдельных предприятий, регионов, так и стран, в частности.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - провести комплексное исследование феномена управления спросом на энергопотребление в Российской Федерации.
В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
- проанализировать структуру и функционирование отрасли электроэнергетики Российской Федерации
- систематизировать основные подходы и методы оценки энергоэффективности;
- провести анализ тенденций потребления электроэнергетических ресурсов в мировом масштабе;
- систематизировать опыт стран в области повышения энергоэффективности и управления спросом на энергопотребление;
- провести анализ уровня энергоэффективности Уральского Федерального Округа.
Данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложения.
Для российской действительности особым приоритетом являются вопросы повышения энергоэффективности и оптимизации процессов энергосбережения, так как именно энергоемкость российской экономики снижает конкурентоспособность отечественной продукции по сравнению с европейскими и азиатскими товарами.
Стоит отметить, что с каждым годом возрастает количество внедряемых проектов по повышению энергоэффективности как в международных компаниях, так и в отечественных, по различным направлениям. Одним из таких инструментов, способствующих динамичному повышению энергоэффективности на различных ступенях, является управление спросом на энергоресурсы. Данный механизм позволяет существенно расширить границы управления затратами на электроэнергию как на уровне отдельных предприятий, регионов, так и стран, в частности.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - провести комплексное исследование феномена управления спросом на энергопотребление в Российской Федерации.
В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
- проанализировать структуру и функционирование отрасли электроэнергетики Российской Федерации
- систематизировать основные подходы и методы оценки энергоэффективности;
- провести анализ тенденций потребления электроэнергетических ресурсов в мировом масштабе;
- систематизировать опыт стран в области повышения энергоэффективности и управления спросом на энергопотребление;
- провести анализ уровня энергоэффективности Уральского Федерального Округа.
Данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложения.
Таким образом, в ходе проделанной работы было выявлено, что отрасль электроэнергетики включает в себя полный цикл производства электроэнергии, ее транспортировку, сбыт до конечного потребителя. В каждой отдельной взятой стране структура отрасли имеет как общие признаки такие как положения и акты об организации деятельности, связанной с электроэнергетикой, профильные ведомства или агентства, так и различия, зависящие в свою очередь от географических, экономических и других факторов. В Российской Федерации в структуру отрасли входят: энергосетевые компании; энергосбытовые компании; генерирующие компании оптового рынка; мелкие производители электрической энергии; потребители электроэнергии; управленческие компании по единому режиму энергосистемы РФ; организации и компании по развитию и полноценному функционированию инфраструктуры энергетического рынка.
На сегодняшний день выделяют два основных подхода к оценке энергоэффективности. Первый подход основан на выделении индикаторов и разделении их на стоимостные (экономические) и технологические (специализированные технические средства по энергосбережению и степень их внедрения). В основе второго подхода лежит разграничение индексов или индикаторов по видам деятельности на отраслевые, структурные, а также рассмотрение их энергетической интенсивности.
По статистическим данным на первом месте по потреблению и производству электроэнергии находится Китай. Еще одним значимым показателем в сфере оценки энергоэффективности и энергосбережения является индикаторы электро-емкости. В России он составил на 2018 год 233 кВт.ч/1000, что превышает аналогичный показатель в 2 раза в странах Запада. Таким образом, возникает проблема обеспечения энергоресурсами населения по доступным ценам и повышения энергоэффективности.
Пристальное внимание к проблеме энергосбережения многие западноевропейские страны, Япония, США начали проявлять уже более 30 лет назад. Этим странам удалось добиться весьма впечатляющих результатов - снижение энергоемкости ВВП на более чем 25%. Достичь данных показателей им удалось по средствам внедрения нормативно-правовых актов об энергосбережении, путем создания специальных органов управления в этой области, а также благодаря разработке и реализации политики энергоэффективности: принудительные мероприятия (законодательные акты, нормы, декларации); стимулирующие мероприятия (меры финансового стимулирования - государственные субсидии, налоговые льготы); просветительские методы (общение с потребителями, с целью их перехода на энерго-сберегающие технологии в повседневной жизни, формирование культуры пользования природными ресурсами).
Одним из инновационных направлений повышения энергоэффективности является механизм управления спросом на потребление электроэнергии. Механизм заключается в непосредственном систематическом влиянии энергокомпаний на режимы, структуру и объем потребления в конкретном обслуживаемом регионе. Программы управления спросом предполагают привлечение инвестиций и поли-тику для повышения энергоэффективности, целью которой является снижение нужд потребителей в электроэнергии, мотивированных финансовой выгодой в виде скидок на энергоэффективное оборудование, использование индивидуальных дифференцированных тарифов на потребление электроэнергии.
В России процесс повышения и достижения энергоэффективности находится на начальных стадиях. Вопросам стимулирования энергоэффективности и энерго-сбережения уделяется особое внимание. Свидетельством данного факта, можно считать, предпринятые правительством меры по ведению активной политики энергосбережения. Вместе с этим стоит отметить, что именно российские и советские ученые внесли большой вклад в развитие теоретических подходов по управлению спросом, в частности выравнивания нагрузки потребителей в ЕЭС. Объем российского рынка ценозависимого потребления составляет 230МВт на первый квартал 2020 года. По оценкам экспертов, порядка 8ГВт может составить экономический потенциал рынка ценозависимого потребления, что соответствует общемировым тенденциям. В свою очередь данный механизм может помочь повысить энергоэффективность производства во многих сферах, открыть и внедрить новые возможности по оптимизации электроэнергосистемы.
В данном разделе выпускной квалификационной работы были рассмотрены основные социально-экономические показатели Уральского Федерального Округа. Было выявлено, что рассматриваемый регион имеет четко выраженную отраслевую специфику - добыча полезных ископаемых и промышленное производство. В общероссийской структуре Уральский Федеральный округ занимает серединное положение с рейтингом в пять балов и таким же положение в уровне жизни населения в регионе, а также самым высоким валовым региональным продуктом на душу населения. Среди регионов Уральского Федерального Округа регионов по уровню жизни на лидирует Ханты-Мансийский Автономный Округ, он является на сегодняшний день крупнейшим нефти-газовым районом Российской Федерации и регионом-донором в структуре страны. Экономика Свердловской области характеризуется диверсификацией производства и носит ярко выраженный индустриальный характер. В тоже время равным образом доминирует обрабатывающее производство и в Челябинской области. Курганская область в общероссийской структуре по рейтингу ВРП занимает 68-е место и последнее среди регионов Уральского Федерального Округа.
Кроме того, в разделе было проанализировано электроэнергетическая структура регионов Округа. Электроэнергетическая структура округа входит зону АО «Системный Оператор Единой Энергетической Системы», «Объединенное диспетчерское управление энергосистемы Урала», является единственной в Российской Федерации, где представлены все виды генерации мощностей электроэнергии
Для определения уровня энергоэффективности самой большой в стране энергетической системы - системы уральского Федерального Округа была выбрана методика определения энергоэффективности региона через кластерный анализ с использование прикладного пакета Statistica 13.3, который позволил по этим трем факторам выявить несколько кластеров и проанализировать энергоемкость регионов, потребление электроэнергии, а также отраслевую специфику каждого региона страны методом Варда. Таким образом, после анализа уровня энергоэффективности Уральского Федерального Округа можно сказать, что округ является достаточно энергоемким из-за своей отраслевой специфики - промышленного производства и добычи сырьевых ресурсов, на ряду с этим региону принадлежит первое место по производству электроэнергии в России. Однако стоит обратить внимание на то, чтобы проводилась работа по снижению потерь электроэнергии в сетях, по снижению удельного расхода электроэнергии на производственные нужды. Вот почему необходимо проводить мероприятия по внедрению таких мер повышения энергоэффективности как программы управления спросом на электроэнергию, которые способны оптимизировать деятельность как предприятий, так и потребление электроэнергии на бытовом уровне.
На сегодняшний день выделяют два основных подхода к оценке энергоэффективности. Первый подход основан на выделении индикаторов и разделении их на стоимостные (экономические) и технологические (специализированные технические средства по энергосбережению и степень их внедрения). В основе второго подхода лежит разграничение индексов или индикаторов по видам деятельности на отраслевые, структурные, а также рассмотрение их энергетической интенсивности.
По статистическим данным на первом месте по потреблению и производству электроэнергии находится Китай. Еще одним значимым показателем в сфере оценки энергоэффективности и энергосбережения является индикаторы электро-емкости. В России он составил на 2018 год 233 кВт.ч/1000, что превышает аналогичный показатель в 2 раза в странах Запада. Таким образом, возникает проблема обеспечения энергоресурсами населения по доступным ценам и повышения энергоэффективности.
Пристальное внимание к проблеме энергосбережения многие западноевропейские страны, Япония, США начали проявлять уже более 30 лет назад. Этим странам удалось добиться весьма впечатляющих результатов - снижение энергоемкости ВВП на более чем 25%. Достичь данных показателей им удалось по средствам внедрения нормативно-правовых актов об энергосбережении, путем создания специальных органов управления в этой области, а также благодаря разработке и реализации политики энергоэффективности: принудительные мероприятия (законодательные акты, нормы, декларации); стимулирующие мероприятия (меры финансового стимулирования - государственные субсидии, налоговые льготы); просветительские методы (общение с потребителями, с целью их перехода на энерго-сберегающие технологии в повседневной жизни, формирование культуры пользования природными ресурсами).
Одним из инновационных направлений повышения энергоэффективности является механизм управления спросом на потребление электроэнергии. Механизм заключается в непосредственном систематическом влиянии энергокомпаний на режимы, структуру и объем потребления в конкретном обслуживаемом регионе. Программы управления спросом предполагают привлечение инвестиций и поли-тику для повышения энергоэффективности, целью которой является снижение нужд потребителей в электроэнергии, мотивированных финансовой выгодой в виде скидок на энергоэффективное оборудование, использование индивидуальных дифференцированных тарифов на потребление электроэнергии.
В России процесс повышения и достижения энергоэффективности находится на начальных стадиях. Вопросам стимулирования энергоэффективности и энерго-сбережения уделяется особое внимание. Свидетельством данного факта, можно считать, предпринятые правительством меры по ведению активной политики энергосбережения. Вместе с этим стоит отметить, что именно российские и советские ученые внесли большой вклад в развитие теоретических подходов по управлению спросом, в частности выравнивания нагрузки потребителей в ЕЭС. Объем российского рынка ценозависимого потребления составляет 230МВт на первый квартал 2020 года. По оценкам экспертов, порядка 8ГВт может составить экономический потенциал рынка ценозависимого потребления, что соответствует общемировым тенденциям. В свою очередь данный механизм может помочь повысить энергоэффективность производства во многих сферах, открыть и внедрить новые возможности по оптимизации электроэнергосистемы.
В данном разделе выпускной квалификационной работы были рассмотрены основные социально-экономические показатели Уральского Федерального Округа. Было выявлено, что рассматриваемый регион имеет четко выраженную отраслевую специфику - добыча полезных ископаемых и промышленное производство. В общероссийской структуре Уральский Федеральный округ занимает серединное положение с рейтингом в пять балов и таким же положение в уровне жизни населения в регионе, а также самым высоким валовым региональным продуктом на душу населения. Среди регионов Уральского Федерального Округа регионов по уровню жизни на лидирует Ханты-Мансийский Автономный Округ, он является на сегодняшний день крупнейшим нефти-газовым районом Российской Федерации и регионом-донором в структуре страны. Экономика Свердловской области характеризуется диверсификацией производства и носит ярко выраженный индустриальный характер. В тоже время равным образом доминирует обрабатывающее производство и в Челябинской области. Курганская область в общероссийской структуре по рейтингу ВРП занимает 68-е место и последнее среди регионов Уральского Федерального Округа.
Кроме того, в разделе было проанализировано электроэнергетическая структура регионов Округа. Электроэнергетическая структура округа входит зону АО «Системный Оператор Единой Энергетической Системы», «Объединенное диспетчерское управление энергосистемы Урала», является единственной в Российской Федерации, где представлены все виды генерации мощностей электроэнергии
Для определения уровня энергоэффективности самой большой в стране энергетической системы - системы уральского Федерального Округа была выбрана методика определения энергоэффективности региона через кластерный анализ с использование прикладного пакета Statistica 13.3, который позволил по этим трем факторам выявить несколько кластеров и проанализировать энергоемкость регионов, потребление электроэнергии, а также отраслевую специфику каждого региона страны методом Варда. Таким образом, после анализа уровня энергоэффективности Уральского Федерального Округа можно сказать, что округ является достаточно энергоемким из-за своей отраслевой специфики - промышленного производства и добычи сырьевых ресурсов, на ряду с этим региону принадлежит первое место по производству электроэнергии в России. Однако стоит обратить внимание на то, чтобы проводилась работа по снижению потерь электроэнергии в сетях, по снижению удельного расхода электроэнергии на производственные нужды. Вот почему необходимо проводить мероприятия по внедрению таких мер повышения энергоэффективности как программы управления спросом на электроэнергию, которые способны оптимизировать деятельность как предприятий, так и потребление электроэнергии на бытовом уровне.