Капиталообеспеченность, которая соответствует расходу капиталовложений в первом пятилетии, полученному при снятии ограничений на их объем, принята за 100%. Она составляет 180 руб/т у. т. Нижний из рассмотренных уровней капиталообеспеченности равен 75% этой величины (130 руб./т у. т.). В таком широком диапазоне варьирования капиталообеспеченности структура вводимых мощностей сохраняется относительно устойчивой. При снижении капиталообеспеченности уменьшение объемов строительства происходит по ряду объектов одновременно. Может быть выполнено следующее ранжирование объектов по степени возрастания их эффективности в ТЭК: Туруханская ГЭС, передающая электроэнергию в европейскую часть страны, реконструируемые шахты Донбасса, АЭС (их снижение частично компенсируется базисными КЭС с двойной топливоподачей в европейской части страны), транспорт сибирского газа в Европу.
Рис. 2. Влияние капиталообеспеченности прироста энергопотребления на возможные избытки и дефициты электрогенерирующих мощностей в ТЭК: 1 - дефицит в первом пятилетии, 2 — дефицит во втором пятилетии, 3 — избыток в первом пятилетии при реализации средних условий
Рис. 3. Влияние капиталообеспеченности прироста энергопотребления на эффективность капиталовложений и надежность развития: 1 - эффективность капиталовложений; 2 - надежность развития
Устойчивость структуры вводимых мощностей свидетельствует о высокой структурной стабильности гарантированных вариантов. Это свойство характеризуется наличием устойчивого ядра системы, сохраняющего свой состав и строение в различных сценариях развития ТЭК. Особенность гарантированных вариантов при формировании такого ядра системы состоит в увеличении резервов мощностей и разнообразии их структуры. Благодаря этому при снижении капиталообеспеченности надежность развития по гарантированным вариантам падает в меньшей степени, чем по любым другим вариантам.
Повышение надежности содействует уменьшению напряженности развития систем, которая характеризует степень их близости к вероятным срывам [9]. Через оценку напряженности устанавливается определенное соответствие целей развития и выделяемых для их реализации ресурсов.
При 100%-ной капиталообеспеченности ввод мощностей, отвечающих гарантированному варианту, позволяет удовлетворить потребность в энергетической продукции на всех этапах, напряженность развития ТЭК при этом минимальна. Снижение капиталообеспеченности приводит к дефицитам мощностей и продукции в неблагоприятных ситуациях, причем в первую очередь угроза дефицита распространяется на второе пятилетие, поскольку уменьшается задельное строительство энергетических объектов (см. рис. 2). В случаях реализации менее напряженных условий объем выполняемых согласно гарантированному варианту мероприятий может оказаться избыточным как по задельному строительству, так и по требуемым в конце первого пятилетия ввода мощностей. На рис. 2 показаны возможные значения избыточных электрогенерирующих мощностей в первом пятилетии при реализации средних условий. Повышение надежности развития за счет структурных резервов сопровождается снижением экономичности при реализации ненапряженных условий.
Характеристикой экономичности процесса развития ТЭК в условиях неопределенности являются максимальные затраты, которые возрастают по мере уменьшения капиталообеспеченности (табл. 2). Соответственно увеличивается эффективность капиталовложений, под которой понимается
отношение изменения оптимального значения функционала к малым изменениям капиталовложений. Она определяется как оптимальная оценка капиталовложений первого пятилетия в гарантированном варианте развития ТЭК.
На рис. 3 показано влияние капиталообеспеченности в первом пятилетии на эффективность использования капиталовложений в гарантированных вариантах. Эффективность использования капиталовложений существенно различается при разных уровнях капиталообеспеченности — наиболее высока она при нижних уровнях (до 9,5 руб./рубль) и практически отсутствует при верхних. Повышение капиталообеспеченности до уровня 88—100%, при котором эффективность капиталовложении становится меньше единицы, по-видимому, нецелесообразно, поскольку при этом происходит превышение затрат (вкладываемых капиталовложений) над возможным результатом (снижением функционала). При низкой капиталообеспеченности (75—83%) возрастание затрат на развитие ТЭК значительно опережает экономию капиталовложений и эффективность достигает 2—9,5 руб./рубль. Эффективность капиталовложений, близкая единице, соответствует диапазону рациональной каапиталообеспеченности (83-88%).
С уменьшением капиталообеспеченности возрастает возможность появления дефицитов (следовательно, и ущербов от дефицитов) и понижается надежность развития ТЭК. Резкий перелом кривой, характеризующей надежность развития, происходит в диапазоне рациональной капиталообеспеченности. Показатель надежности в этом диапазоне составляет 80—92%. При низкой капиталообеспеченности (75—83%) темпы снижения показателя надежности развития опережают темпы снижения капиталообеспеченности
Выявленная согласованность зон перелома кривых эффективности и надежности развития ТЭК (рис. 3) позволяет сформулировать достаточно обоснованные требования этой системы к народному хозяйству по объему выделяемых для ее развития капиталовложений.
Исследование динамических свойств Единой системы газоснабжения СССР и ее подсистем. Использование гарантированных стратегий не исключает другие подходы к изучению динамических свойств систем энергетики. Так, исследование Единой системы газоснабжения (ЕСГ) СССР основывается на анализе адаптивных способностей программы ее развития [10, 11]. В результате оценена роль подземных хранилищ газа как источников формирования режимной гибкости системы газоснабжения, т. е. ее способности функционировать и развиваться в некотором диапазоне возможных перспективных режимов газопотребления. При этом речь идет о довольно важной новой функции подземных хранилищ газа, которая должна реализовываться наряду с их традиционными функциями источников регулирования сезонной неравномерности газоснабжения и поддержания в целом надежности функционирования ЕСГ страны. Учет требований повышения режимной гибкости системы газоснабжения в ряде случаев приводит к существенному изменению сравнительной эффективности газопроводов и линий электропередачи: если в конце магистрального газопровода имеется возможность создания подземного хранилища газа, то газопроводный транспорт получает дополнительные преимущества по сравнению с транспортом электроэнергии по линиям электропередачи.
В ситуации — адаптация системы газоснабжения к изменениям территориальной структуры потребления газа в [10] — оценивается структура адаптивных мероприятий и обосновываются направления резервирования. В частности, установлено, что для основных магистральных газопроводов страны заблаговременное резервирование мощностей в элементах системы газоснабжения, ориентированное на возможные повышения нагрузок газопотребления, нецелесообразно и для них следует исходить из планирования адаптивных мероприятий. Для участков газотранспортной системы, прилегающих к зонам потребления газа, более эффективно предварительное резервирование и создание уже на первых этапах развития системы избыточной производительности газопроводов.
В [10] также дана оценка адаптивной способности двух принципиально различных программ транспорта угля: по железной дороге и специальным пульпопроводам. Установлено, что вследствие высокой специализации пульпопроводы для транспорта угля имеют значительно худшую адаптивную способность, чем универсальный железнодорожный транспорт и, следовательно, этот вид транспорта целесообразно применять в первую очередь в условиях надежно установленных потоков угля и потребности в нем.
Выводы. 1. Исследование динамических свойств систем энергетики и влияющих на уровни их проявления факторов позволило обосновать необходимость представления задачи формирования вариантов, обеспечивающих надежное развитие энергетики на предстоящий плановый период (пятилетие), в виде математической задачи многоэтапного управления системой при неполной информации с критерием наилучшего гарантированного результата.
- Выполненные на модели исследования обосновывают предпочтительность отбора надежных (гарантированных) стратегий развития энергетики.
- Выявлено, что гарантированные стратегии предусматривают наиболее эффективное распределение выделяемых на развитие системы лимитированных народнохозяйственных ресурсов, дают оценку возможных масштабов недоотпуска энергетической продукции при снижении уровня обеспеченности системы народнохозяйственными ресурсами и позволяют обосновать рациональные требования энергетики к народному хозяйству по объему выделения лимитированных ресурсов (например, капиталовложений), объемам энергосбережения и уровням надежности развития этих систем.
- Изучение гарантированных стратегий позволяет обосновать требования к внутренней структуре систем энергетики: рациональные пропорции в развитии долгосрочных и краткосрочных мероприятий и соответственно создание разного вида резервов, обеспечивающих гибкость и адаптивную способность этих систем; необходимую степень разнообразия, унификации и специализации объектов и т. д.
