Книга 5. Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире
Раздел 1. Энергетическая безопасность
Понятие энергетической безопасности является многогранным и затрагивает явления и процессы не только в энергетике, но и в экономике.
Общие положения и определе, ния. Главным показателем благополучия экономики является экономическая безопасность. Она характеризует такое состояние экономики, при котором обеспечивается гарантированная защита интересов личности, общества, государства, социальная направленность политики даже при неблагоприятных условиях развития внутренних и внешних процессов. Экономическая безопасность определяется вкладом всех ее составляющих: социальной, экологической, военной, правовой, энергетической, информационной и других сфер жизни страны или территории, региона (рис. 1.1).
На настоящий момент развитие экономики достигло уровня, при котором энергетическая сфера по своему влиянию на другие составляющие экономики играет ключевую роль. Поэтому установление вклада энергетического фактора в экономическую безопасность является определяющим для анализа экономической безопасности. Обеспечение энергетической безопасности становится одной из первостепенных задач для создания условий нормального функционирования всех сфер экономики.
Энергетическую безопасность можно трактовать как свойство технической безопасности систем энергетики. В то же время энергетическая безопасность, по ее определению, конечной целью ставит гарантированную защиту личности, общества, государства от дефицита топливно-энергетических ресурсов, то есть имеет более широкий смысл, чем понятие надежности, и выступает как экономическая, политическая и философская категория. Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Как подчеркивал лауреат Нобелевской премии академик АН СССР П.Л. Капица, «будущее человечества зависит от того, как оно будет обеспечивать себя энергией».
Наиболее часто рассматриваются такие основные понятия энергетической безопасности, дополняющие друг друга:
Энергетическая безопасность – это уверенность, что энергия будет иметься в распоряжении в том количестве и того качества, которые требуются при данных экономических условиях.
Энергетическая безопасность – это состояние защищенности жизненно важных «энергетических интересов» личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз.
Энергетическая безопасность – это состояние защищенности страны (региона), ее граждан, общества, государства и экономики от угрозы дефицита в обеспечении потребностей в энергии экономически доступными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР) приемлемого качества в нормальных условиях и при чрезвычайных обстоятельствах, а также от угрозы нарушения стабильности топливои энергоснабжения.
Энергетическая безопасность – это своевременное, полное и бесперебойное обеспечение топливом и энергией необходимого качества материального производства, непроизводственной сферы, населения, коммунально-бытовых и других потребителей во избежание вредного влияния на окружающую среду.
Исследования энергетической безопасности содержат ряд определяющих этапов, а именно:
- проведение общего анализа состояния отрасли;
- формирование системы основных показателей (индикаторов), которые в наибольшей степени характеризуют отрасль и могут отражать изменения, происходящие в ней под воздействием различных внутренних и внешних факторов;
- выявление, анализ и систематизация по определяющим признакам и степени тяжести угроз энергетической безопасности;
- определение предельных (пороговых) величин индикаторов, превышение которых приводит к возникновению негативных, разрушительных явлений в рассматриваемой области;
- расчет фактических значений индикаторов энергетической безопасности и сопоставление их с пороговыми величинами;
- определение значений интегральных показателей энергетической безопасности;
- формирование рекомендаций и мероприятий по упреждению угроз и улучшению показателей энергетической безопасности.
Требуемый уровень безопасности достигается при условии, что весь комплекс показателей (индикаторов) находится в пределах допустимых границ своих пороговых значений.
Угрозы энергетической безопасности. Угрозами энергетической безопасности являются события кратковременного или долговременного характера, которые могут дестабилизировать работу энергокомплекса, ограничить или нарушить энергообеспечение, привести к авариям и другим негативным последствиям для энергетики, экономики и общества. Условно угрозы энергетической безопасности подразделяются на группы: экономические, социально-политические, внешнеэкономические и внешнеполитические, техногенные и природные угрозы, а также угрозы, связанные с несовершенством управления. Все перечисленные группы угроз имеют самое прямое отношение к энергокомплексу Украины.
Экономические угрозы. К данной группе угроз относятся:
- дефицит инвестиционных ресурсов, необходимых для развития, модернизации и технического обеспечения нормальной работы энергокомплекса;
- финансовая нестабильность обеспечения функционирования энергокомплекса, обеспечения топливными ресурсами, материалами и компонентами для поддержания технологических процессов, нестабильность оплаты всех текущих расходов;
- нарушение хозяйственных связей;
- неэффективное использование топливных и материальных ресурсов;
- чрезмерно высокие цены на топливные и материальные ресурсы;
- высокие уровни монополизма производителей, поставщиков и распределителей энергии и топливных ресурсов;
- технические ограничения, возникающие из-за недостатка финансовых средств;
- несбалансированность производства и потребления топливно-энергетических ресурсов, дефицит энергетических мощностей, недостаточная пропускная способность сетей.
Социально-политические угрозы. К данной группе угроз относятся:
- нестабильность в обществе;
- негативные социально-политические события;
- частные интересы новых собственников в энергетике, идущие вразрез с общими целями;
- нездоровая конкуренция;
- противоправные действия властей и руководителей предприятий;
- низкая квалификация персонала;
- криминализация энергетического бизнеса.
Внешнеполитические и внешнеэкономические угрозы:
- критическая зависимость от импорта топливных ресурсов, энергетического оборудования, материалов, срыв договорных поставок;
- дискриминационные меры со стороны зарубежных стран;
- критическая зависимость экспорта и импорта от условий транспортировки через территории других стран.
Техногенные угрозы. Во всех энерготехнологиях и технических системах существует вероятность возникновения аварий и отказов по самым различным причинам. Основными из них являются:
- низкие технический уровень и качество оборудования и систем, низкое качество строительно-монтажных, ремонтных работ и эксплуатации;
- большой износ основных производственных фондов;
- нерациональное размещение энергетических объектов с риском для населения и риском загрязнения окружающей среды;
- несоблюдение правил технической эксплуатации, техники безопасности и противопожарных мероприятий.
Природные угрозы. Климатические условия в значительной мере воздействуют на работу энергетического комплекса, систем и объектов энергетики.
К числу природных угроз энергетической безопасности в Украине относятся:
- стихийные бедствия: землетрясения, наводнения, сильные ветры, гололедные явления, оползни, ливневые дожди и снегопады, повышенная грозовая активность, которые могут привести к разрушению или значительному повреждению оборудования;
- природные аномальные явления: длительная засуха, длительная маловодность речного стока, которые могут отразиться на балансах выработки электрической и тепловой энергии, водообеспечении энергетических объектов;
- аномальные явления повышенной солнечной радиационной активности, представляющие угрозу ускоренного старения изоляции и температурных воздействий.
Несовершенство управления. Данная группа угроз связана в основном с:
- несовершенством организационных структур управления, низким уровнем квалификации руководящего и управленческого персонала;
- нескоординированностью взаимодействия подразделений и предприятий энергокомплекса и взаимосвязей с другими отраслями экономики;
- ошибками и неэффективностью реализации экономической политики государства;
- несовершенством правовой и законодательной базы;
- неэффективностью проведения энергосберегающей политики государства и слабостью механизмов ее реализации;
- слабостью (ослаблением) государственного регулирования и контроля в сфере энергоснабжения и энергосбережения.
Выбор и формирование систем-индикаторов и оценка уровня энергетической безопасности. Уровень энергетической безопасности определяется комплексным взаимодействием многих факторов технического, экономического, экологического и организационноуправленческого характера, которые в целом должны обеспечить надежное и доступное энергоснабжение потребителей и гарантии упредить энергетические угрозы или противостоять им. Состояние и уровень энергетической безопасности оцениваются путем выбора индикаторов, характеризующих свойства энергокомплекса в выполнении им основных функций и предотвращении энергетических угроз. Количество и разновидность индикаторов зависят от поставленных задач.
В качестве основного метода исследования энергетической безопасности может быть применен индикативный анализ. Суть его заключается в формировании системы индикаторов, которые позволяют оценить степень кризисности состояния энергетики и разработать комплекс мероприятий для ликвидации и предупреждения угроз.
При проведении исследований определяются реальные значения индикаторов, которые сопоставляются с предельно допустимыми (пороговыми), рассчитанными и обоснованными, исходя из общих целей работы энергокомплекса и показателей экономической безопасности. Ситуация оценивается как стабильная в случаях, если действительные значения индикаторов не превышают их пороговых значений.
В основе индикативного анализа лежат следующие принципы:
- Комплексность подхода.
- Учет внутренних и внешних взаимосвязей объектов исследования.
- Безусловный приоритет экономической безопасности.
- Обеспечение социальной стабильности личности как главной и конечной цели безопасности.
Степень кризисности индикаторов оценивается по шкалам кризисности с выделенными критическими зонами, которые определяются путем введения пороговых значений индикаторов – предкризисных и кризисных. При этом используются правила установления кризисности ситуаций. Интегрированная оценка состояния по блокам в баллах осуществляется по равномерной балльной шкале.
Используется структурное деление индикаторов по блокам: блок топливоснабжения; блок производства электрической и тепловой энергии; блок передачи и распределения энергии; блок импорта электроэнергии; экологический блок; блок потребителей; блок управления и финансов.
В блоке топливоснабжения определены индикаторы, фиксирующие количество и тип используемого топлива, наличие резерва, финансовые расчеты за топливо. Угрозы, относящиеся к блоку топливоснабжения, могут дестабилизировать работу всей энергетики, и поэтому комплекс мероприятий по их недопущению и устранению имеет исключительное значение. Энергосбережение и вовлечение в энергобаланс возобновляемых источников энергии способствует улучшению индикаторов данного блока и повышению энергетической безопасности.
Индикаторы, отображающие возможности и фактическое положение дел при выработке энергии, сконцентрированы в блоке производства электроэнергии и тепловой энергии. В данном блоке отражены установленные мощности источников энергии, их тип и количество, имеющийся резерв мощности, фактическая выработка энергии.
Индикаторы, отражающие специфику передачи энергии потребителям по сетям, сгруппированы в блоке передачи и распределения энергии.
Бесперебойная работа объектов энергетики зависит от технического состояния оборудования, фактического износа и других факторов. Финансовое состояние энергетических предприятий и монополизация производства и поставок топлива и энергии также могут явиться причинами угрозы безопасности, поэтому их также необходимо учесть при исследовании показателей энергобезопасности.
Устойчивое развитие энергетики предполагает своевременную замену отработавшего свой срок оборудования. Это возможно при постоянном вложении средств в энергетические объекты, направленных на техническое перевооружение, ввод новых мощностей, новое строительство, на внедрение энергосберегающих технологий. это учтено в блоке по производству энергии и передачи и распределения энергии.
Известно, что объекты энергетики оказывают негативное влияние на атмосферу, гидросферу и литосферу, поэтому анализ выбросов парниковых газов в атмосферу, загрязнения водных источников и земли необходим для разработки мероприятий по их снижению.
Индикаторы, отображающие эти явления, проводятся в экологическом блоке.
Для Украины актуальными являются проблемы уменьшения эмиссий парниковых газов на единицу сожженного топлива и одного жителя.
Величина импорта от общей потребленной энергии учтены в блоке импорта электроэнергии.
В блоке потребителей объединены индикаторы, отображающие потребление электроэнергии и тепловой энергии на душу населения, а также величины затрат населения на энергоресурсы. В последние годы сложилась ситуация, при которой стоимость энергоресурсов чрезмерно велика по сравнению с доходами населения. Это привело к неплатежам, задолженностям, которые дестабилизируют работу энергокомплекса и создают угрозу энергобезопасности.
Таблица 1.1 Классификация индикаторов
№ п/п |
Блоки |
Индикаторы |
1. |
Топливоснабжения |
Потребление топлива на душу населения. Доля доминирующего вида топлива в суммарном количестве топлива. |
2. |
Производства электрической и тепловой энергии |
Выработка электроэнергии на душу населения. Выработка теплоэнергии на душу населения. Доля собственных источников в покрытии баланса. Доля ГЭС в общей установленной мощности. Доля блок-станций в общей установленной мощности. Доля мощности наиболее крупной электростанции. Уровень резерва установленной мощности. |
3. |
Передачи и распределения энергии |
Уровень износа подстанций. Уровень износа выключателей. Уровень износа трансформаторов. |
4. |
Импорта электроэнергии |
Уровень резерва по межсистемным связям. Уровень резерва в энергосистеме. Величина импорта электроэнергии на единицу потребленной электроэнергии. |
5. |
Экологический |
Уровень выбросов диоксида углерода на 1000 т у.т. Уровень выбросов диоксида углерода на 1 жителя. |
6. |
Потребителей |
Потребление электроэнергии на душу населения. Потребление теплоэнергии на душу населения. Соотношение стоимости топливно-энергетических ресурсов и среднедушевого дохода населения. |
7. |
Управления и финансов |
Уровень дебиторской задолженности потребителей по отношению к стоимости потребленных энергоресурсов. Уровень дебиторской межведомственной задолженности (между предприятиями ТЭК) по отношению к стоимости потребленных энергоресурсов. Уровень суммарной дебиторской задолженности по отношению к стоимости потребленных энергоресурсов. Уровень суммарной кредиторской задолженности по отношению к стоимости потребленных энергоресурсов. |
В таблице 1.1 приведен перечень основных индикаторов, выбранных по каждому блоку. Количество индикаторов определяется доступностью информации по каждому из них и их важностью для анализа происходящих процессов. Каждый из этих индикаторов энергетической безопасности представляет собой некоторую физическую величину, характеризующую определенный реальный или прогнозируемый показатель, относящийся к энергетике в момент времени, взятый для оценки уровня энергетической безопасности, – текущий или перспективный.
Для сопоставления индикаторов и использования их в расчетных моделях их физические значения приводятся к единообразному нормализованному виду путем определения отношения значения индикатора в физическом измерении в данный момент времени к его же пороговому значению. Пороговое значение представляет собой некоторую критическую величину этого же индикатора, характеризующую предельное допустимое состояние энергетики по данному показателю, переход через величину которого означает попадание в кризисную область.
Таким образом, пороговые значения энергетической безопасности определяют границу перехода энергетики из нормального в кризисное состояние, что устанавливается с помощью шкалы кризисности, которая разделена на интервалы нормального и кризисного состояния с выделением предкризисной зоны.
По шкале кризисности находится местонахождение каждого индикатора путем сравнения его численного значения со значениями, характеризующив зону предкризисного состояния. Если значение индикатора попадает в интервал, определяемый неравенством, его величине присваивается балльная оценка. Она позволяет получить интегрированную оценку состояния по блокам, регионам и по стране в целом. Кроме того, такая оценка удобна в ряде случаев, когда для принятия решения достаточно знать интервал кризисности, в который попадает индикатор, а не его точное значение.
Принципиальным моментом в оценке состояния индикаторов является установление их пороговых значений, переход через которые означает попадание в кризисный интервал. Пороговые значения индикаторов могут определяться экспертным методом.
Проблема энергетической безопасности Украины. Данная проблема возникла в Украине, так же как и в других странах, с момента установления независимости государства. Перед страной предстал целый комплекс проблем, касающихся политической, экономической, военной, экологической, информационной, социальной и других сторон жизни государства и общества, которые можно объединить в понятие «безопасность». Устойчивое функционирование энергетики Украины до обретения независимости, наличие грамотного персонала, налаженная поставка топлива, избыточность установленных генерирующих мощностей способствовали уверенности в том, что такое положение в энергетике сохранится и в дальнейшем.
Но в последние годы в энергетике получили развитие негативные тенденции. В энергетической отрасли не вкладываются необходимые средства в обновление, модернизацию оборудования, что приводит к его старению, аварийности и снижению эксплуатационной готовности. Реорганизация структуры энергетики привела к возникновению ряда независимых организаций, но с утратой единой координации управления энергокомплексом в целом.
Наблюдаются и другие негативные процессы, которые болезненно отражаются на экономике в целом, сдерживают рост ее показателей и не благоприятствуют повышению жизненного уровня населения. Все более и более острыми становятся вопросы доступного и надежного энергоснабжения отраслей экономики и населения, а также обеспечение устойчивой работы самого энергокомплекса. Совокупность этих вопросов обусловила возникновение проблемы обеспечения энергетической безопасности страны.
Обеспечение экономики и социальной сферы страны основными видами энергоносителей, сырьевыми ресурсами для химии, нефтеи углехимии, металлургической промышленности возложено на топливно-энергетический комплекс Украины.
Украина принадлежит к странам, лишь частично обеспеченным традиционными видами первичной энергии, и поэтому она вынуждена импортировать их из-за рубежа. Энергетическая зависимость Украины от поставок органического топлива с учетом условно-первичной ядерной энергии в 2000–2005 годах составляла 60,7%, а стран ЕС – 51%. Подобной украинской является энергозависимость таких стран, как Германия (61,4%) и Австрия (64,7%). Уровень энергозависимости Украины является среднеевропейским и имеет тенденцию к уменьшению, однако он характеризуется отсутствием диверсификации источников поставки энергоносителей и в первую очередь нефти, природного газа, ядерного топлива.
В структуре потребления первичной энергии в Украине за последние годы наибольший объем приходится на природный газ – 41% (39% в 2008 г.), объем потребления нефти составляет 19%, угля – 19%, урана – 17%, гидроресурсов и других возобновляемых источников энергии – 4%.
Уровень энергообеспеченности страны характеризуется показателем удельного потребления первичной энергии на одного человека. Энергообеспечение Украины в 2005 году равнялось 4,3 тонны условного топлива на одного человека, в то же время в США – 15,6 т у.т./чел.
Технологический уровень страны характеризуется показателем потребления электрической энергии на одного человека. Удельное потребление электроэнергии в Украине составляло 3789 кВт·ч/чел., что в 2–3 раза ниже, чем в развитых странах мира.
Энергетическая безопасность является неотъемлемой частью экономической и национальной безопасности, необходимым условием существования государства.
Исследования в области энергетической безопасности позволяют выработать рекомендации и предложить практические мероприятия по повышению уровня безопасности и дальнейшему улучшению энергетической и экономической ситуации в Украине.
В условиях становления рыночных отношений и с учетом нынешнего состояния энергетики Украины для повышения уровня энергетической безопасности и улучшения общей ситуации в энергетическом комплексе целесообразно:
- совершенствование структуры управления энергетическим комплексом в целом без ослабления регулирующей роли государства;
- повышение уровня эффективности использования энергетических источников;
- реконструкция электростанций с модернизацией основного энергетического оборудования, развитие новых источников электроэнергии на основе современных технологий;
- совершенствование тарифной политики и установления порядка изменения тарифов на энергию и топливо;
- создание системы энергетического мониторинга;
- совершенствование структуры топливного баланса;
- осуществление активной политики в области энергосбережения и широкое вовлечение в энергобаланс возобновляемых источников энергии;
- дальнейшее развитие исследований в области энергетической безопасности в комплексе с исследованиями экономической безопасности.
ЧАСТЬ 3. Электроэнергетика и охрана окружающей среды
Раздел 2. Законодательство, регулирующее отношения в ТЭК