Комплекс моделей енергоспоживання регіонами України

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ЕКОНОМІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ ДИПЛОМНА РОБОТА освітньо-кваліфікаційний рівень — магістр на тему: «Комплекс моделей енергоспоживання регіонами України»

Студент5 курсу 1 групи факультету економічної інформатики Хричіков Є.О.

Керівник роботик.е.н., ст. викладач Яценко Р. М Зав. кафедрою економічної кібернетикид.е.н., проф. Клебанова Т.С.

Харків, 2010 р

Зміст Вступ Розділ 1. Структура та аналіз енергетичного комплексу України

1.1 Регіональна структура промисловості України

1.2 Аналіз енергетичного комплексу України

1.3 Огляд публікацій за напрямком роботи Розділ 2. Методи та моделі енергоспоживання регіонами України

2.1 Постановка задачі побудови комплексу моделей енергоспоживання регіонів

2.2 Застосування методів багатовимірного статистичного аналізу в моделюванні енергоспоживання

2.3 Моделі класифікації на основі карт Кохонена Розділ 3. Моделювання та аналіз енергоспоживання регіонами України

3.1 Моделі аналізу регіонів України за енергоспоживанням

3.2 Моделі оцінки регіонального енергоспоживання

3.3 Оцінка величини енергетичних потреб населення регіону Висновки Список використаних джерел Додаток, А Додаток Б

Вступ Стабільне, якісне постачання енергією населення і промисловості - невід'ємна умова економічного розвитку країни. Енергетика є одним з основоположних секторів української економіки і має безпосередній вплив на промисловий розвиток країни, а також грає значну роль в забезпеченні соціального благополуччя населення. При цьому українська енергетика впродовж тривалого періоду часу зазнає значні труднощі в своєму розвитку і підтримці потенціалу нормального функціонування надалі.

Ефективність використання енергії характеризується динамікою відповідних показників. Запропонована у роботі система чинників енергоспоживання відображає основні напрямки використання енергії в промисловості, що дає можливість прослідити за споживанням різних видів енергії та намітити найбільш перспективні напрямки їх економії.

Метою даної роботи є побудова комплексу моделей споживання енергоресурсів регіонами України і прийняття рішення, для розв’язання практичних завдань сучасної економіки. Комплекс моделей призначений, перш за все, для подальшого вирішення завдань оптимізації.

Предметом дослідження є комплекс моделей енергоспоживання регіонами в умовах трансформації економічних умов.

Об'єктом дослідження виступає споживання енергетичних ресурсів, що виробляються і споживаються на території України.

Актуальність досліджень підтверджується застосуванням отриманих результатів для оперативного і тактичного управління споживанням енергоресурсів регіонами України, що дозволяють підвищити ефективність їх виробництва і розподілу і, як наслідок, стримувати зростання цін.

Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:

проаналізувати відомі методи оцінки та кластеризації регіонального енергоспоживання України;

дослідити сучасні проблеми використання енергетичних ресурсів та забезпеченістю ними економіки регіону;

оцінити регіональне енергоспоживання для визначення загального становища України;

проаналізувати необхідність та міру впровадження нових технологій та розробок;

проаналізувати публікації по енергозбереженню та споживанню енергоресурсів;

дослідити структуру та сосбливості регіонів України;

оцінити та проаналізувати енергоспоживання регіонів за допомогою методів та моделей багатовимірного статистичного аналізу та карт Кохонена.

В результаті роботи запропонована модель аналізу споживання регіонами енергоресурсів із застосуванням комплексу моделей направлених на виділення груп, це модель кластеризації багатовимірного статистичного аналізу та карти Кохонена. Також проведена оцінка енергоспоживання, а саме за допомогою моделі дискримінантного аналізу, виконаної в пакетах Statistics та Excel, що дозволяє дослідити вплив факторів — показників на відношення регіону до певної групи відносно рівня його енергоспоживання.

Розділ 1. Структура та аналіз енергетичного комплексу України

1.1 Регіональна структура промисловості України Питання важливості ролі регіонів у розвитку господарського комплексу в цілому та окремих галузей ще не знайшло широкого обговорення, висвітлення та одностайної думки. Тому виникає необхідність в уточненні саме поняття «регіон». Регіон — це територіально-цілісна частина країни, яка відрізняється своєрідністю природного середовища, що зумовлює тип та структуру економіки, яка характеризується своєрідним співідношенням різних галузей господарства, глибокими та різноманітними зв’язками між ними, закінченим циклом відтворення, спільними рисами історичного розвитку, виробничими навиками, соціально-культурними традиціями населення, функціональними особливостями (спеціалізацією), яка виділена за сукупністю цих ознак в адмінітративну одиницю та являє собою підсистему соціально-економічного комплексу країни.

Отже, соціально-економічна сутність поняття «регіон» має певні риси: по перше — це територія, а по друге — економічна система в межах даної території, або регіон — це самостійна територіальна система, з притаманними тільки їй виробництвом, розподілом, обміном та споживанням матеріальних благ та послуг. Промисловий комплекс України є пріоритетною галуззю національної економіки. Саме від нього залежать здійснення ключових інтересів країни, її безпека, культурний та соціальний рівень життя нації. Цей сектор створює майже половину ВВП країни та забезпечує чверть усіх зайнятих у сфері економіки робочими місцями. Промисловість є активним агентом зовнішньої торгівлі України. Частка валового випуску промислової продукції в експортно-імпортному обороті країни дорівнює майже 80%, завдяки чому країна одержує близько двох третин валютних надходжень. Очевидно, що стратегічний розвиток України значною мірою залежить від місця її промислового комплексу в системі міжнародного поділу праці.

Найбільшим у структурі виробничої сфери України за усіма показниками є промислове виробництво. Тут зайнято близько 50% (разом з будівництвом) усіх працівників сфери, виробляється понад 60% валового суспільного продукту і понад 40% національного прибутку.

Найвища його просторова концентрація склалася в індустріально розвинутих областях з переважанням підприємств важкої промисловості (Донецька, Дніпропетровська, Луганська, Запорізька). Виділяються також Київська (включаючи м. Київ), Харківська, Одеська, Львівська та інші області, де основний обсяг промислового виробництва територіально зосереджений в обласних центрах.

Продукція промисловості споживається в усіх галузях народного господарства, іде у фонди нагромадження (у капіталовкладення), на експорт.

Отже, промисловий сектор споживає майже половину власної продукції (46%), що свідчить про велику закомплексованість його на себе, а також про те, що для промисловості характерний повторний рахунок вартості. Цим пояснюється і порівняно менша питома вага цього сектора у виробництві національного прибутку, ніж у створенні валового суспільного продукту.

Для промисловості характерні глибокий галузевий поділ праці та інтеграція. Тут найбільш повною мірою розвинені внутрігалузеві і міжгалузеві спеціалізації, кооперування та комбінування. Разом з іншими секторами та галузями промисловість формує міжгалузеві комплекси — загальнонаціональногосподарські і територіальні.

Стосовно структури промислового комплексу України, то вона складається з важкої промисловості, що відповідно складається з машинобудівного комплексу, металургійного комплексу, хімічно-лісового комплексу, промисловість будівельних матеріалів та паливно-енергетичного комплексу, а також з легкої промисловості та харчової промисловості.

У структурі промисловості формуються такі міжгалузеві комплекси: паливно-енергетичний (в нього входять електроенергетика і паливна промисловість — вугільна, нафтогазовидобувна і нафтогазопереробна, торф’яна тощо) і металургійний (чорна і кольорова металургія), що разом з машинобудівним можна об'єднати у металургійно-машинобудівний; хімічний та лісовий (у статистиці їх об'єднують, насправді це два різних комплекси). Частина галузей разом з галузями інших секторів формує також міжгалузеві комплекси, які об'єднують (інтегрують) ці сектори з промисловим виробництвом. Сюди належать: агропромисловий (сільське господарство і переробні галузі харчової та значною мірою легкої промисловості), лісовиробничий (лісове господарство та лісові переробні галузі), будівельно-індустріальний (виробництво будматеріалів та будівництво) та ін. У 2006 році міжгалузеві комплекси можна було охарактеризувати по показникам зайнятості, основних виробничих фондів та обсягу виробленої продукції, наведених у табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Дані по галузям та міжгалузевим комплексам

Як видно з таблиці, більшість галузей входять у важку індустрію, тобто в них переважає виробництво засобів виробництва — машин, устаткування, транспортних засобів, сировини, палива, матеріалів, напівфабрикатів та ін. Виробляючи майже сім десятих вартості продукції промисловості, важка індустрія зосереджує майже вісім десятих зайнятих і майже дев’ять десятих основних виробничих засобів. Це результат однобокого розвитку промислового виробництва у недалекому минулому.

Навіть у 2000;2006 рр. капіталовкладення у важку індустрію становили майже дев’ять десятих тієї їх вартості, що йшла у промисловість (у 2000 р. — 85%). Левова частка припадала на паливно-енергетичний, металургійний і машинобудівний комплекси — відповідно 73% у 2000;2006 рр. і 60% у 2007 р. (у 2008 р. — 58,5%). Багато галузей важкої індустрії, особливо паливної, металургійної і хімічної, працюють на дотаціях держави, тобто є збитковими,

І хоч важка індустрія розвивалася випереджаючими темпами, в Україні з її допомогою не розв’язано жодної народногосподарської проблеми. Паливно-енергетичний комплекс, наприклад, володіє більше ніж чвертю основних засобів промисловості, а Україна ніяк не вийде з енергетичної кризи. Більшість основних виробничих фондів фізично зношено: у промисловості загалом на 49%, металургійному комплексі - на 61%, машинобудуванні - на 47%, хімічній і нафтохімічній — на 56%.

У важку промисловість повністю входить видобувна. Вона видобуває сировину і паливо і здійснює їх первинну обробку, облагородження, підготовку до подальшої переробки, лісоексплуатацію, виробництво електроенергії на ГЕС тощо. Тут виділяється так звана гірничо-видобувна, що займається лише одержанням сировини і палива із земних надр. З усіх галузей промислового виробництва гірничо-видобувні галузі є найбільш фондомісткими і трудомісткими. Тут зосереджено близько шостої частини усіх зайнятих та четвертої частини основних виробничих фондів, в той час як вартість виготовленої промислової продукції не досягає і десятої частини.

Галузі видобувної промисловості у своєму розміщенні орієнтуються на джерела сировини, енергії і палива — басейни вугілля, нафти, газу, руд чорних і кольорових металів, агроруд (фосфорна сировина, калійні солі), ресурси хімічної сировини, будівельних матеріалів. Тому найбільше підприємств цих галузей сконцентровано у Донбасі, середньому Придніпров'ї та Передкарпатті.

Легка індустрія, з одного боку, тісно пов’язана з важкою (одержує від неї устаткування, паливо, енергію, частково сировину), а з другого — передусім із сільським господарством, від якого одержує сировину і напівфабрикати. Разом із сільським господарством вона формує великий агропромисловий комплекс, який дає до 40% вартості валового суспільного продукту. Харчова промисловість виробляє майже удвічі більше продукту, ніж легка.

Разом з деякими галузями і комплексами важкої індустрії (машинобудування у значній частині) легка індустрія повністю належить до обробної промисловості.

У легкій індустрії переважає виробництво предметів особистого споживання (група «Б»). Правда, останнім часом третина їх вартості виготовляється у галузях важкої індустрії (машини і устаткування, легкові автомашини, меблі, хіміко-фармацевтична продукція).

Галузі легкої індустрії, як і всієї обробної промисловості, мають багато ступенів свободи у своєму розміщенні.

За радянський період розвитку економіки виробництво засобів виробництва (групи «А») розвивалося найбільше, а його частка в загальному обсязі виробництва становила 71,2% (1993 р.). Частка виробництва групи Б (виробництво предметів споживання) становила 28,8%. З 1995 р. почалися структурні зміни, спрямовані на виробництво товарів народного споживання. У 1999 р. частка цієї ланки промисловості становила 30,8%. Ці прогресивні зміни мають і негативні риси тому, що головний його чинник пов’язаний з найбільшими темпами зниження виробництва групи А. Особливо це стосується галузей, які не мають достатньої сировинної бази або є труднощі в її розвитку. Найбільший спад виробництва відбувається в нафтопереробній, хімічній та нафтохімічній, вугільній промисловості, чорній металургії, будівельній індустрії.Незважаючи на те, що частка виробництва товарів народного споживання збільшується, загальний обсяг виробництва значно зменшується. Це пов’язано з загальною економічною кризою: важким фінансовим становищем, високим рівнем інфляції, розпадом господарських зв’язків з країнами близького зарубіжжя.

Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) складається з групи галузей і підгалузей промислового виробництва, що спеціалізується на видобутку, збагаченні, переробці та споживанні твердого мінерального, рідкого і газового палива, виробництві, передачі і використанні електроенергії й тепла. Структура ПЕК України формується з урахуванням паливно-енергетичного балансу, що склався, і відображає територіальну специфіку видобутку (виробництва) і споживання паливних та енергетичних ресурсів.

Паливна промисловість республіки складається із кам’янота будівельної, нафтота газовидобувної, торф’яної та нафтопереробної галузей.

Вугільна промисловість представлена видобутком кам’яного та бурого вугілля. Вугільні шахти зосереджуються переважно у центральній і північних частинах Донецької та південній частині Луганської областей. Коксівне вугілля добувають головним чином у центральній частині Донецької області в районі Єнакієвого, Горлівки, Макіївки, Донецька, Красноармійська, Костянтинівки та інших міст, а також в Краснодарському та Кадіївському районах Луганської області. В Антрацитівському, Лутугинському та Алчевському районах Луганської області добувають більше енергетичного вугілля. Газ добувають переважно у Лисичанському районі.

Нафтова промисловість України характеризується низькими показниками, хоча потенціальні можливості її видобутку можуть бути більшими.

Нині перше місце з видобутку нафти належить Лівобережній частині України, де працюють нафтогазові управління в Чернігівській області на базі Гнідинцівського і Прилуцького родовищ, Сумській — на основі Охтирського і Качанівського родовищ і в Полтавській — на базі Сагайдацького, Зачепилівського, Радчанківського родовищ. Тут видобувають понад половину нафти в Україні. Друге місце займає Прикарпатська нафтогазоносна провінція, де працюють нафтогазовидобувні управління — Бориславнафтогаз і Долинонафтогаз. Поки що маштаби видобутку нафти невеликі через вичерпність засобів і недостатні пошукові роботи.

Нафтопереробна промисловість України представлена Лисичанським, Кременчуцьким, Херсонським, Бердянським, Дрогобицьким, Львівським і Надвірнянським нефтопереробними заводами.

Газова промисловість — наймолодша галузь паливної промисловості України.

Дніпровсько-Донецька нафтогазоносна область найбільша в Україні, на неї припадає 93,8% видобутку газу країни. Основні родовища природного газу розташовані у Харківській (Шебелинське, Хрестищенське, Кегичівське, Дрежелюбівське і Західнохрестищенське); Сумській (Рибальське, Качанівське); Полтавській (Солохо-Диканське); Дніпропетровській (Перещепинське) та Чернігівській (Гнідинцівське) областях.

Торфова промисловість є однією з найдавніших галузей паливної промисловості. Основні родовища торфу зосереджені в Сумській, Чернігівській, Житомирській, Рівненській та Львівській областях. Видобуток його невеликий.

Електроенергетика є складовою частиною ПЕК. Вона впливає не тільки на розвиток народного господарства, а й на територіальну організацію продуктивних сил.

Усі електростанції України поділяють на чотири види представлені на рис. 1.1. В основу поділу покладено ознаку використовуваного ресурсу:

теплові електростанції, що працюють на твердому, рідкому і газоподібному паливі.Серед них вирізняють конденсаційні і теплоелектроцентралі;

гідравлічні, що використовують відповідні гідроресурси і поділяються на гідроелектростанції, гідростимуляційні і припливні;

атомні, які у вигляді палива використовують збагачений уран або інші радіоактивні елементи;

електростанції, що використовують нетрадиційні джерела енергії. Серед них найперспективнішими є вітрові, сонячні, тощо.

Основні гідроелектростанції розташовані на Дніпрі. Це — Дніпрогес, Кременчуцька, Каховська, Дніпродзержинська, Канівська і Київська. На Дністрі збудована Дністровська ГЕС — ГАЕС, у Закарпатській області - Тебле-Ріцька ГЕС. Крім них, на малих річках діють близько сотні електростанцій невеликої потужності, більші з них належать до державної енергосистеми. Збудовано каскади ГЕС на річках Рось (Корсунь-Шевченківська, Стеблеківська та ін.) і Південний Буг.

Металургійна промисловість є основою розвитку машинобудування, металообробки і будівництва. Сучасна чорна металургія посідає одне з чільних місць у народному господарстві країни і є матеріальною базою всього комплексу важкої індустрії України.

Чорна металургія впливає на розвиток усіх галузей народного господарства України як найголовніший споживач палива й електроенергії, води. До складу чорної металупгії належить видобуток, збагачення та агломерація залізних, марганцевих і хромітових руд; виробництво чавуну, доменних феросплавів, сталі й прокату, електроферосплавів, вогнетривів, металів промислового значення, вторинна переробка чорних металів і коксування вугілля, видобуток допоміжних матеріалів.

Основні райони виробництва чавуну, прокату, сталі розташовані в Придніпров'ї, Донбасі та Приазов'ї.

У структурі виробництва кольорових металів України провідне місце посідає алюмінієва промисловість, що складається з виробництва глинозему та алюмінію. Основною алюмінієвою рудою є боксити, запаси яких в Україні невеликі.

Сировиною для одержання магнію в Україні є потужні родовища калійно-магнієвих солей Прикарпаття (у Стебнику, Калуші), мілководні водойми Приазов’я і Причорномор’я (Сиваш), що містять у розчиненому вигляді багато сполук магнію та інших солей. У Калуші збудовано магнієвий завод у виробничому об'єднанні «Оріана», у Запоріжжі - магнію і титану. На Верхньодніпровському гірничо-металургійному комбінаті, розташованому у м. Вільногірську (Дніпропетровська обл.), виробляють цирконієвий, рутиловий, ільменітовий концентрати, цирконій знезалізнений, двоокис цирконію. На місцевих покладах кіновару понад століття працює Микитівський ртутний комбінат (Донецька обл.).

Машинобудівний комплекс охоплює два десятки спеціалізованих галузей. До нього належать практично всі галузі машинобудування (крім годинникової). Він є основою важкої індустрії й відіграє вирішальну роль у створенні матеріально-технічної бази.

В узагальненому виді структура машиннобудівного комплексу складається із галузей:

Важкого машинобудування:

металургійне;

гірничо-рудне;

енергетичне.

Середнього машинобудування:

транспортне;

сільськогосподарське і тракторне;

верстатобудування;

устаткування для легкої і харчової промисловості.

Точного машинобудування:

приладомашинобудування;

електротехнічне машинобудування.

Найважливішою складовою частиною важкого машинобудування є виробництво металургійного і гірничо-рудного устаткування.

Основне підприємство — Новокраматорський завод, який випускає устаткування для доменних печей, ковальсько-пресове устаткування та екскаватори.

Устаткування для металургійної промисловості виробляється в Маріуполі, Дебальцево (Луганська обл.), Кривому Розі, Дніпропетровську.

Підприємства, що виробляють гірничо-рудне устаткування, розташовані в Донбасі і Придніпров'ї.

Заводи по виробництву шахтного устаткування функціонують в Донецьку, Харкові та Луганську.

Центрами виробництва енергетичного устаткування є Харків та Полтава. Виробництво устаткування для нафтової і газової промисловості зосереджено в Харкові, Конотопі (Сумська обл.) та Дрогобичі (Львівська обл.).

Структура транспортного машинобудування:

залізничне машинобудування;

авто машинобудування;

авіа машинобудування;

суднобудування (морське та річне).

Великі заводи, що спеціалізуються на виробництві устаткування для залізниць розташовані у Луганську, Харкові та Дніпропетровську. А головними центрами вагонобудування є Дніпродзержинськ, Кременчук і Кадієвка (Луганська обл.). Залізничні цистерни виробляють в Маріуполі, а в великих транспортних центрах і вузлах працюють локомотивно-ремонтні заводи.

Центрами морського суднобудування є Миколаїв та Херсон, а річного — Київ. Судоремонт морського транспорту здійснюється в Одесі, Маріуполі, Керчі та Севастополі, а річного — Запоріжжі та Ізмаїлі.

Автомобільні заводи України випускають автобуси (Львів), великовантажні автомашини (Кременчук), маловантажні легкові автомобілі (Запоріжжя), легкові автомобілі для сільської місцевості (Луцьк), автомобільні мотори (Мелітополь). Центрами автомобілескладання є Луганськ, Чернігів.

Проаналізувавши ситуацію можна вирахувати, що потреби України у природному газі складають до 80 млрд. куб. м, в нафті - 20−25 млн. тонн щорічно. У 2008 році власний видобуток склав 3.7 млн. тонн нафти з конденсатом і 18 млрд. куб. м газу. Це дозволяє задовільнити потреби України у нафті на 12 відсотків і в газі - на 24 відсотки. Решту 53% необхідних енергоносіїв, Україна повинна забезпечувати, закуповуючи енергоресурси, передусім, нафту, газ та пальне для атомних електростанцій в інших країнах. При цьому її партнерами найчастіше виступають: по закупівлі нафти — Росія і Казахстан, газу — Росія і Туркменистан, ядерного палива — тільки Росія. Така однобока орієнтація української енергетичної промисловості у питанні забезпечення енергоносіями становить серйозну загрозу економічній безпеці та інтересам держави. Тому на перший план виходить вирішення проблеми диверсифікації урізноманітнення джерел енергопостачання.

Проаналізувавши дане можна зробити висновок про те, що зараз є дуже велика проблема із споживанням енергетичних ресурсів, особливо це стосується Донецького, Дніпропетровського, Запорізького, Одеського регіонів та міста Києва в цілому, не дивлячись на те, що вони можуть самостійно забезпечувати себе необхідною сировиною. В умовах постійного росту вартості енергоресурсів, конкурентоспроможність підприємств все більше залежить від кількості споживаної енергії на одиницю виробленої продукції. Не секрет, що у більшості українських виробників цей показник в 3−4 рази вищий, ніж у європейських, американських або японських. Ця обставина стає серйозним гальмом при просуванні вітчизняних товарів на світовий ринок.

1.2 Аналіз енергетичного комплексу України Для економіки сучасної України характерна украй низька ефективність використання енергетичних ресурсів. Таке положення справ є наслідком ряду причин, зокрема, структури промислового виробництва з переважанням енергоємних галузей — чорної металургії і хімічної промисловості, а також що збереглася, в основному, ще з радянських часів виробничо-технічної бази, орієнтованої на тодішні низькі внутрішні ціни на нафту і газ. До недавнього часу Україна могла отримувати недорогий природний газ, що не стимулювало його економне використання, але через велику заборгованість та не вчасність повернення грошей втратила можливість і протягом року вимушена була витрачати більше та використовувати власний. У нас також великі втрати енергоресурсів при транспортуванні і розподілі.

Статистичне вимірювання обсягів видобутку, перетворення та споживання енергоресурсів ґрунтується на міжнародних стандартах щодо класифікації енергоносіїв, одиниць вимірювання та перерахунку енергетичних величин. За методологією Міжнародного агентства з енергетики (МАЕ) сумарний обсяг енергоресурсів (первинних та вторинних) і сумарне енергоспоживання країни визначається в умовних одиницях, виходячи з теплотворної спроможності енергоносіїв та єдиної одиниці вимірювання, якою визнана 1 т нафтового еквівалента — toe (tons of oil equivalent). В умовах переходу на світові ціни на енергоносії, енергетичної і екологічної криз найважливішим завданням, що стоїть перед керівником кожного підприємства та фірми, є підвищення енергоефективності використання енергоресурсів. Ситуація в багатьох регіонах України є критичною, як показано в табл. 1.2. по індексам енергоспоживання, і сьогодні потрібно швидкі і рішучі дії із зміни існуючого положення.

Таблиця 1.2

Індекси енергоспоживання у порівнянні із країнами світу

Найбільш дохідливим і загальновизнаним в світі узагальнювальним показником ефективності використання енергетичних ресурсів служить їх витрата на одиницю вироблюваного валового внутрішнього продукту (ВВП). Ці розрахунки по країнах проводяться Міжнародним енергетичним агентством (МЕА). Всі первинні енергетичні ресурси (виробництво, сальдо експорту і імпорту, зміна запасів) переводяться в умовний нафтовий еквівалент вказаний у табл. 1.3. При цьому розраховується, скільки кілограмів палива в цьому еквіваленті витрачається на 1000 дол. ВВП. Причому, що треба відмітити, порівняльні дані переводяться з національних валют в долари США не по офіційному валютному курсу, а по найбільш правильних для міжнародних зіставлень паритетах купівельної спроможності (ППС). Ці паритети враховують реальні співвідношення цін на всі товари і послуги, а не лише по зовнішньоторговельних операціях, на які переважно орієнтовані офіційні валютні курси. У країнах з розвиненою ринковою економікою співвідношення національних валют по ППС і офіційних валютних курсах розрізняються трохи (плюс-мінус 5—10%). А в країнах, що розвиваються, і країнах з перехідною економікою, включаючи Україну, ВВП в перерахунку по валютному курсу виявляється менше, ніж по ППС, до п’яти разів.

Таблиця 1.3

Перехід до нафтового еквіваленту

Далі буде показане співвідношення по валютних курсах, порівняння по яких виглядає ще гнітючішим. Але саме по офіційному доларовому курсу Україні доводиться розплачуватися за тих, що імпортуються газ, нафта і нафтопродукти.

У 2006 році в Україні ефективність використання енергоносіїв була в 2,4 разу нижче, ніж в цілому у світі, в 2,6 разу нижче, ніж в 26 країнах ОЕСР, і в 3,1 разу нижче, ніж в 25 країнах Євросоюзу.

Україна по ефективності витрачання умовного нафтового палива відстає (за даними 2007 року) від Польщі в 2,4 разу, Словаччині — 1,95, Угорщині — 2,9 разу. Відставання від крупних західноєвропейських країн ще значніше: від Франції —в 3,1 разу, Італії — 4,3. Показники енергоефективності нашої країни набагато нижчі, ніж навіть в найбільших країнах світу, що розвиваються, — Китаї, Індії, Бразилії.

У 2006 році Україна спожила 140,3 млн. тон енергії в нефтяному еквіваленті, що у порівнянні із іншими країнами світу досить значна кількість. А якщо б наші вагомі показники витрат енергоресурсів були на середньосвітовому рівні (210 кг нефтепалива на 1000 долл. ВВП проти 500 кг в Україні), то вітчизняні потреби в енергоносіях составляли б не 140, а тільки 60 млн. тон, хоч і наведені цифри в табл. 1.4. свідчать про інше. При середній ціні нафти в 2007;му приблизно в 400 дол. за тону це дозволило б нам скоротити витрати на умовну нафтосировину на 32 млрд. дол. — с 56 до 24 млрд. дол. резерви для макроекономіки більш ніж вражаючі .Виникає необхідність пояснити причини настільки високої витрати енергоресурсів в Україні. Тим більше що з 1999 по 2008 рік витрата енергоресурсів у нас все ж помітно знизилася — з 720 до 500 кг (2000 рік — 640 кг, 2002;й — 580, 2003;й — 570 кг) на 1000 дол. ВВП, або майже на третину.

За оцінками фахівців з енергоменеджменту, потенціал енергозбереження в Україні складає до 48% від імпорту енергоресурсів. Найбільшу кількість енергії споживають металургійні, хімічні і нафтохімічні виробництва. У табл.1.4. приведені дані витрати первинних енергоресурсів у нафтовому еквіваленті.

У металургії найбільш енергоємним переділом є аглодоменне виробництво, якого припадає на частку до 70% енергоспоживання усього металургійного циклу.

Можна вважати, що ці зміни багато в чому визначалися наступним: у 2001 році в Україні фізичний об'єм ВВП складав лише 48% від рівня докризового 1990;го.А споживання енергоресурсів в житлово-комунальній сфері (побутове споживання електроенергії, газу, опалювання, гаряче водопостачання) що сумарно формують значну долю енергопотреб, практично залишалося на рівні 1990;го.

Таблиця 1.4

Витрата первинних енергоресурсів у нафтовому еквіваленті

Україна значною мірою залежить від імпорту енергоносіїв (43% від загальних потреб). Крім того, значні світові ціни, які встановлювалися на основні енергоресурси, вимагають раціонального використання ПЕР та подальшого планування рівнів власного видобутку.

За 1999;2008 роки наш ВВП зріс на 28%, хоча і залишався на 39% нижче за рівень 1990 року. В останні роки помітно збільшилося виробництво ВВП у промисловості та інших галузях економіки. А споживання енергоресурсів на житлово-комунальні послуги, мабуть, навіть дещо скоротилося, зокрема у зв’язку із зменшенням чисельності населення за ці роки на 4 млн. чоловік (або на 8%). Таким чином, ці структурні зміни в деякій мірі зумовили зниження споживання умовного палива на одиницю ВВП після 2001 року. Можна передбачити, що і в найближчі декілька років, поки не буде досягнутий і перевищений фізичний об'єм ВВП докризового 1990 року, ці тенденції збережуться.

Однією з дієвих доріг формування стратегії зниження витрат енергоресурсів в Україні, окрім зазначених у табл. 1.4., могло б бути виділення, скажімо, 15—20 виробництв і галузей, що є найбільшими споживачами енергоресурсів. По ним було б необхідно порівняти питому витрату енергії на одиницю продукції з аналогічними показниками в інших країнах, що використовують найбільш прогресивне устаткування і сучасні технології. На базі цієї інформації можна було б виконати варіантні економічні розрахунки потреб у фінансових ресурсах (в основному капіталовкладень).

Таблиця 1.4

Організаційно-економічна система енергозбереження

Поліпшення інформаційно-статистичного забезпечення формування і використання енергоресурсів і енергоспоживання обумовлює необхідність складання трьох видів енергетичних балансів. Два з них розроблялися і раніше. Це баланси основних енергопродуктів і енергетичний (або, використовуючи радянську термінологію, — паливний) баланс, в якому різні види енергоносіїв виражені в умовних паливних одиницях. Третій баланс, розробка якого раніше не велася, передбачає складання принципово нового енергобалансу у вартісному вираженні. Потреба в цьому балансі обумовлена, зокрема, значним подорожчанням нафти, що імпортується, і газу, а також відмінностями в цінах на вітчизняні енергопродукти, що імпортуються.

Натуральні баланси повинні охоплювати всі найбільш значимі енергопродукти, такі як вугілля з додатковим виділенням енергетичного вугілля, що коксується, природний газ, нафта, основні продукти нафтопереробки, електроі теплоенергія.

У витратній частині (використанні) необхідно передбачити виділення всіх найбільш значимих споживачів, власне споживання, відобразити технологічні і наднормативні втрати. При необхідності слід проводити і регіональну розробку цих балансів.

При складанні енергетичних балансів в умовному паливі всі види первинних енергетичних ресурсів перераховуються в умовний еквівалент. Необхідно перейти від колишньої радянської схеми їх побудови у вугільному еквіваленті на розрахунки в умовному нафтовому паливі, як це робить МЕА.

Орієнтація, що продовжується, на умовне паливо у вугільному еквіваленті, швидше за все, пояснюється традиціями. Коли в СРСР ще в довоєнні роки розроблялися планові і звітні паливні баланси, в них домінувало вугілля, а нафта і газ займали досить скромне місце. Так, в 1940 році на вугілля у видобутку палива (у вугільному еквіваленті) доводилося 59,1%, на нафту з газовим конденсатом — в три рази менше, 18,7%, а на газ — лише 1,8% (у вісім разів менше, ніж на дрова, і в три рази менше, ніж на торф).

Однією з перешкод для розрахунків енергобалансів, особливо регіональних, залишається відсутність досить точних даних про здатність виділення тепла різних видів вугілля.

Розробка енергобалансів у вартісній формі — завдання нове, важливе і необхідне. Вона витікає з наполегливої необхідності зв’язати натуральні і вартісні показники і вимагає додаткових зусиль. Один із можливих шляхів її вирішення — використання даних міжгалузевих балансів.

Взагалі-то відсутність енергобалансів для національної економіки, енергетичній безпеці країни за значимістю аналогічно відсутності бюджету країни для керівництва економікою, фінансами, соціальною сферою, регіональним розвитком.

Енергобаланси МЕА для України не розробляються в Україні, в Києві, але складаються за нас Міжнародним енергетичним агентством в Парижі. Причому за методологією цієї організації, що робить їх порівнянними з аналогічними балансами інших країн і регіонів. Енергетичний баланс по Україні за 2004 рік представлений в публікації Energy Balances of NON-OECD Countries. У MЕA розуміють, що енергетичні баланси важливі не лише для 26 країн-членів ОЕСР, але і для інших держав, і розраховують ще по 105 країнам.

Методика складання енергетичних балансів МЕА істотно відрізняється від методики розробки радянських паливних балансів. Вже згадувалося, що баланси МЕА складаються не у вугільному, а в нафтовому еквіваленті. Радянські баланси включали дві основні складові. Перша — паливні ресурси, друга — їх проміжне і кінцеве використання.

Баланси МЕА зберігають, в принципі, першу складову — первинні ресурси палива і енергії. Друга частина відображає трансформацію частини первинних видів енергії (вугілля, нафти, газу, ядерної сировини і гідроресурсів) в продукти углеі нафтопереробки і виробництво електричної і теплової енергії.

Третя частина характеризує кінцеве використання п’яти видів енергії (вугілля, продуктів нафтопереробки, газу, електроі теплоенергії) основними групами кінцевих споживачів — промисловістю, транспортом, сільським, житлово-комунальним господарством, іншими галузями економіки.

Сумарно первинні енергоресурси України в 2008 році складали в нафтовому еквіваленті 140,3 млн. тонн, з них близько половини — 46,9% доводилося на газ, 23,6 — на вугілля, 18,5 — на нафту, 16,2% — на ядерне паливо. Скромна роль гідроенергії — 0,72% і особливо поновлюваних видів енергії — лише 0,19%.

З невідповідно високої енергоємності виробництва в Україні та низької ефективності використання енергоносіїв слідує необхідність виділити і в розгорненому вигляді відобразити енерговитрати в спільних витратах на виробництво по галузях економіки, рівень споживання представлений в табл. 1.5. На жаль, в Україні ці витрати в спільній структурі матеріальних витрат не виділяють.

Таблиця 1.5

Рівень споживання та енергетична ефективність України у порівнянні із країнами світу

За радянських часів, коли економіка не зазнавала особливих труднощів із забезпеченням енергоресурсами, а нафта і газ були досить дешевими, в структурі витрат на виробництво в промисловості, сільському господарстві, транспорті окремо виділялися витрати на паливо і енергію. Так, в 1985 році, коли нафта (у місцях видобутку) коштувала 12 крб., до того ж не за баррель, а за тонну, та при собівартості видобутку 13,82 крб., а природного газу за 1000 кубометрів — відповідно 7,81.

1.3 Огляд публікацій за напрямком роботи Прогнозування енергоспоживання є основою для розробки розвитку електрота теплоенергетики регіону. Цій проблемі присвячено роботи Енергетичного Інституту ім. Г. М. Крижановського, ВГПІ та НДІ «Енергосітьпроект» і ряд інших досліджень.

Сьогодні енергетична промисловість України — це розгалужений потужний промисловий комплекс, який об'єднує понад 500 підприємств і організацій різних форм власності. Його складають 14 теплових електростанцій (ТЕС); 27 теплоелектроцентралей (ТЕЦ) загального користування, які входять до складу систем централізованого теплопостачання міст, та 243 промислових ТЕЦ; 4 атомні електростанції (АЕС); 8 великих гідроелектростанцій (ГЕС); майже 36 тис. км газопроводів; 4000 км магістральних нафтопроводів; 6 нафтопереробних заводів; понад 180 шахт та інше. В енергетичному комплексі України працює понад 800 тис. чоловік, ці дані приводить Закіров Д.Г. в книзі «Концептуальні основи енергозбереження в промисловості України» .

Методи моделювання являють собою досить широкий спектр економіко-математичних, економетричних та інших моделей, що мають спільну рису — спробу побудувати моделі об'єктів реальної дійсності, особливо (в межах можливості) їхньої динаміки, щоб на їх основі створити підвалини для відпрацюванняоптимальних управлінськихрішень.

Найважливішими функціями в системі стратегічного планування енергоспоживання, які виділяються у статті Малишева Е. А. «Методологія формування механізму ефективного енергоспоживання в регіональному енергетичному комплексі» є:

визначення можливих цілей і напрямків розвитку об'єкта прогнозування;

оцінка соціальних, економічних, наукових, технічних та екологічних наслідків реалізації кожного з можливих варіантів розвитку об'єктів прогнозу;

визначення змісту заходів щодо забезпечення реалізації можливостей та послаблення загроз кожного з можливих варіантів розвитку прогнозованих подій;

оцінка необхідних витрат і ресурсів для впровадження розроблених заходів і наслідків щодо обмежень у системі «час — гроші».

Коган Ю.М. у своїй роботі «Сучасні проблеми прогнозування потреби в електроенергії» відзначає, що у стратегічному плануванні регіонального енергоспоживання прогнози використовуються в різних варіантах:

побудова системи прогнозів для різних співвідношень «продукт — ринок»;

оцінка впливу різних факторів на розвиток ситуації, в тому числі по окремих ринках (наприклад, вплив нових технологій виробництва, зміни в потребах окремих груп споживачів тощо);

виявлення ймовірності «точок зростання» у макрота мегасистемах і вплив на них окремих факторів (наприклад, зростання попиту на певний вид товару внаслідок зростання доходів споживачів);

зміни у співвідношеннях «можливості — загрози» (наприклад, нереалізована можливість може стати загрозою, якщо її використає у повному обсязі конкурент);

розробка цілей та альтернативних стратегій їхнього досягнення.

Однак деякі підприємства для прийняття рішень про майбутнє організації або зовсім не застосовують прогнози, або застосовують їх незначною мірою описують Бурий О. В., Калинина А. А. та Кукреш Л. Я. в своїй праці «Енергоекономічне прогнозування розвитку регіонів». Як правило, такі фірми функціонують недовго, тому що навіть ті зміни у середовищі, які можна передбачити, стають несподіванкою: підприємство неготове для повної реалізації можливостей, що надаються зовнішнім середовищем, або терпить крах під впливом будь-якої, навіть незначної загрози.

Досвід процвітаючих підприємств свідчить про обмеженість екстраполяційних та інтуїтивних прогнозів. Тенденції, виявлені на основі аналізу інформації про події, що відбулися в недалекому минулому, можуть бути ненадійними індикаторами майбутніх тенденцій.

Більша частина галузей української економіки (такі як видобувна та хімічна промисловість) є енергоємними описує в своїй статті «Проблеми прогнозування електроспоживання по підприємствах і енергосистемах» Вокін Е.В., що негативно вливає на загальний показник енергоємності. Незважаючи на істотний спад промислового виробництва та відповідне скорочення енергоспоживання в середині 90-х років минулого століття, використання енергії в найбільш енергоємних секторах скоротилось значно менше, ніж в економіці в цілому, оскільки робився основний вклад у ВВП та державну казну. В певних виробничих галузях енергоємність збільшилась під час економічного спаду через великі обсяги фіксованого енергоспоживання.

Прогнозування енергоспоживання є основою для розробки розвитку електроі теплоенергетики регіону на перспективу. Цій проблемі присвячені роботи Енергетичного Інституту ім. Г. М. Крижановського, ВГПІ і НАН «Енергосітьпроект» і ряд інших досліджень. На протязі багатьох років в Київському науковому центрі УРО АН проводилися методичні розробки і розрахунки перспективних рівнів і режимів електроспоживання регіонів. Останніми роками ці дослідження ускладнилися, що пов’язане як з необхідністю вирішення нових методичних і інформаційних проблем, так і з підвищенням невизначеності соціально-економічного розвитку регіону.

Відома безліч всіляких підходів, методів і моделей прогнозування енергоспоживання на віддалену перспективу, але всі вони не позбавлені недоліків стверджує у своїй статті Успенська І.Г. «Прогнозування режимів електроспоживання». Основний недолік статистичних методів полягає в недостатній деталізації прогнозованих показників і низькому рівні довіри до отримуваних результатів. Це обумовлено тим, що в рамках останіх тенденцій приховані конкретні причини змін рівня енергоспоживання, що відбуваються, відсутні взаємозв'язки і із змінами в соціально-економічному розвитку регіону, і із співвідношенням споживання електроенергії, тепла і палива.

Методи екстраполяції, базуються на припущенні про незмінність або відносну стабільність наявних тенденцій розвитку. Інакше кажучи, гіпотеза економічного передбачення базується на схожості та спадковості глобальних умов існування підприємств у минулому, теперішньому та майбутньому. В цьому й полягає обмеженість даного підходу, оскільки чим тривалішим є період прогнозування, тим більш імовірним є змінність тенденцій розвитку під впливом різних факторів.

Експертні методи базуються на знаннях та досвіді спеціалістів різної кваліфікації.

В основу експертних методів покладено п’ять основних умов групового вибору рішень:

універсальність, тобто наявність достатньої різноманітності можливостей вибору експертів та можливостей визначення для них індивідуальних профілів переваг;

наявність позитивного зв’язку колективних та індивідуальних переваг, при якому відмова (або доповнення) від однієї альтернативи в індивідуальних перевагах окремого експерта не повинна змінити направленості переваги відносно колективної;

незалежність непов’язаних альтернатив (якщо переваги кожного експерта однакові в кількох профілях, то й відповідні по альтернативах ступені переваг суспільства мають бути однакові для цих профілів);

наявність суверенності експертів, тобто відсутність «нав'язаного» товариством ступеня переваг;

відсутність диктаторства (як правило, з боку одного експерта, переваги якого визначають переваги товариства, а інші члени впливають на вибір альтернатив лише в тому разі, якщо ці альтернативи не мають ніякого значення для названого індивідуума).

У зв’язку з цим виникає необхідність розробки нової методики (методологічних підходів) прогнозування рівнів енергоспоживання регіону для вирішення проблеми забезпечення перспектив розвитку як власне підприємств здобичі палива і електроенергетики, так і регіону в цілому. Така методика передбачає використання залежності динаміки зміни укрупнених питомих показників споживання енергії і палива від обсягу виробництва (натурального або товарного випуску) продукції.

Метод кінцевих приростів економічного факторного аналізу застосовувався для дослідження процесів споживання електричної енергії та природного газу — двох основних видів енергоресурсів, які використовуються у виробничому циклі підприємств.

Для планування обсягу потреби в електричній енергії на підприємствах, як правило, використовується класична мультиплікативно-адитивна модель, яка може бути представлена у вигляді:

W=Уni=1Ni * Qi + Уmj=1Lj * tj,

де W — загальний обсяг потреби в електроенергії (кВтг); Ni — питома витрата (норма) енергії на одиницю продукції (кВтг / од.); Qi — обсяг кінцевої продукції або напівфабрикату, випущений i-им цехом (агрегатом) за аналізований період (од.); Lj — добовий ліміт витрат електроенергії (кВтг); tj — кількість календарних днів у звітному періоді.

Перша частина правій частині виразу описаного вище дозволяє розрахувати пореби в електроенергії для тих видів продукції (напівфабрикатів), для яких є можливість і доцільність існує розвивати норму витрати електроенергії по переділах (технологічним операціям), що беруть участь у випуску товарного продукту, що відпускається на сторону (чавун, сляби, прокат тощо) або промислового продукту, викорисристовуються для подальшого виробництва кінцевої продукції.

При цьому слід зазначити, що встановлення норм витрати електроенергії, диференційованих за видами й типорозміру продукції, оправдано тільки стосовно найбільш енергоємним кінцевим продуктам. Для решти доцільно розраховувати укрупнені норми або ліміти, які стосуються груп продукції різної номенклатури або групам агрегатів різної продуктивності та енергоємності.

У цьому випадку в розрахунках використовується друга частина формули згаданої вище, яка застосовується для визначення планового обсягу електроенергії з тим агрегата, для яких відсутні власні норми витрати, але в ході статистичних спостережень обчислена величина, що характеризує середовищне добове споживання енергії (ліміт). Множенням ліміту на кількість дисть календарних днів звітного періоду розраховується сумарна потреби цеху (агрегату) в електроенергії. Слід зазначити, що лімітва схема розрахунку як правило використовується для невеликих цехів (груп агрегатів) з низькою енергоємністю і значним асортиментом проізводімой продукції.

Для розрахунку потреби в природному газі використовується модель, практично ідентична, але враховує специфіку споживання газоподібного палива в металургійному виробництві.

Комплексний підхід до аналізу господарської діяльності підприства, що спирається на застосування алгоритмів економічного факторного аналізу та передбачає надання у повному обсязі достоної інформації особі, що приймає рішення, дозволяє не тільки получіть об'єктивну оцінку причинно-наслідкових зв’язків у системі, Але і спрогнозувати ймовірні наслідки керуючого впливу.

В результаті проведення дослідження була проаналізована структура енергетичного комплексу України і виявлені найбільш енергоспоживаючі регіони. Також були виявлені недоліки існуючих технологій та обладнання, що застосовуються на підприємствах та житлово — комунальних господарствах, котрі є одними з найбільших споживачів усіх видів енергоресурсів. Особливу увагу необхідно приділити таким регіонам як Донецький, Запорізький, Дніпропетровський, АР Крим та містам мільйонерам Київу, Севастополю, Одессі, споживання яких дорівнює сумарному в деяких областях.

Проведений аналіз публікацій, що стосуються погіршення стану енергоспоживання та енергозбереження, виявив, що зараз в Україні існує велика проблема із нестачею ресурсів, а отже вимушеними додатковими витратами на закупівлю та транспортування. Необхідно також зауважити, що родовища ресурсів, як указано в пункті 1.2., розташовані нерівномірно по території держави, що також викликає небажані збитки та втрати часу.

Погіршення стосунків з Росією відобразилося на постачанні дешевого газу в Україну, основного ресурсу діяльності підприємств, а отже і на ціни на продукцію.

Розділ 2. Методи та моделі енергоспоживання регіонами України

2.1 Постановка задачі побудови комплексу моделей енергоспоживання регіонів Енергетичні ресурси є чинниками економічного зростання, тому, оцінка їх використання повинна здійснюватися з врахуванням темпів зростання, об'ємів реалізації продукції та цін на енергоресурси. Дані ресурси відносяться до невідтворних, що зумовлює необхідність особливо економного їх вживання у виробничому процесі. Основоположним принципом їх використання в умовах розширеного відтворення має бути випереджаюче зростання обсягів виробництва продукції, в порівнянні із зростанням енергетичних витрат. Використання енергетичних ресурсів повинне здійснюватися у взаємозв'язку з темпами їх відтворення. Також необхідно приділити особливу увагу постачальникам та виробникам, адже вони є невід'ємною часткою самого процесу енергоспоживання .

У 2007 р. споживання енергії українською промисловістю становило 40% загального обсягу її споживання в Україні. У житлово-комунальному секторі щорічно споживається 20% усіх необхідних Україні паливно-енергетичних ресурсів і електроенергії і 30% тепловій енергії. По об'ємах енергоспоживання ЖКГ займає третє місце після енергетики і чорної металургії. У виробничій сфері енергоспоживання сконцентроване в кількох енергоємних секторах, які складають лише незначну частку в загальній величині доданої вартості. Найбільш енергоємними секторами є металургія та хімічна промисловість. Нерівномірне розміщення ресурсів на території держави дуже впливає на енергоспоживання у регіонах, наприклад одними з найбільш енергоємних є Донецький та Запорізький. Як наслідок виникають проблеми з транспортуванням або купівлею із-за кордону, що призводить до збільшення цін, а отже додаткових витрат користувачів енергоресурсів. Вітчизняні підприємства та ЖКГ характеризуються високою енергоємністю та низькою енергоефективністю, причиною чого стає використання застарілого обладнання та технологій, що були прийняті ще за часів радянського союзу.