Текущее состояние. Несмотря на обилие работ по сценарному прогнозированию развития топливно-энергетического комплекса РФ, в них не учитываются региональные особенности и их влияние на общий топливно-энергетический баланс. Например, в изученных авторами работах рассматривались методические основы моделирования долгосрочного развития ТЭК Дальневосточного региона, для которого используемые целевые показатели требуют обновления и не универсальны. Помимо этого, затруднено масштабирование результатов.

Опора на зарубежные модели при прогнозировании в рамках РФ нецелесообразна из-за использования статистических данных ЕС и ряда государств. Потенциал рассмотрения моделей для США по причине схожего зонирования страны низок с учетом разных векторов развития стран. Исходя из вышесказанного, авторы усовершенствовали существующие математические модели, масштабируя их на страну в целом.

 

Решаемая научная проблема. Оценку влияния внедрения технологий в масштабах России, настолько разнообразной с позиции условий энергообеспечения и уровня развития регионов, возможно проводить только с применением комплексного подхода. В частности, под давлением глобальных вызовов возникает необходимость отслеживать и прогнозировать состояние топливно-энергетического комплекса страны по системообразующим отраслям (нефтяной, газовой и угольной, а также электро- и теплоэнергетике). Для удобства проведения оценки авторами было осуществлено зонирование Российской Федерации на 7 локальных ТЭК (далее – ЛТЭК) согласно территориальному делению на ОЭС. Таким образом стало возможным соотнесение энергосистем с преобладающими в них отраслями, исходя из чего и с наиболее значимыми внешними вызовами, требуемыми к развитию блоками технологий и согласующимися 4D трендами. 

Предлагаемое нами исследование основано на учете исходного состояния ЛТЭК, прогнозировании степени влияния различных факторов с учетом экспертного мнения и проведении итоговой комплексной прогнозной оценки. Это позволит заблаговременно оценить целевые функции регионов и произвести финансирование в областях с недостающей поддержкой с целью развития ТЭК РФ в целом.

Методы исследования. Исследование было разделено на четыре этапа, которые представлены на рисунке 1.

Методика исследования включает в себя следующие шаги: первоначально проводился обзор ЛТЭК для определения их текущего состояния по выделенным свойствам и показательным параметрам. Затем проводилась оценка влияния внешних факторов воздействия (вызовов) на основе экспертного мнения для разных промежутков времени по трем сценариям. Далее при проведении опроса специалистов в области ТЭК была выявлена зависимость между технологическим развитием и изменением свойств энергосистем. Итогом стало нахождение прогнозного значения изменения последних по сценариям на временных промежутках. Таким образом учитывалось влияние как глобальных вызовов, так и процесса технологического развития. При этом основой служило текущее состояние ЛТЭК и топливно-энергетический баланс внутри страны, а также доля влияния отраслей по регионам, выделяемая исходя из нормированной оценки специфических отраслевых параметров.

Анализ полученных при опросе экспертов результатов основан на методе Delphi, который крайне распространен при сценарном прогнозировании в энергетике и позволяет обобщить индивидуальные экспертные мнения. 

Детали исследования. По результатам комплексной оценки перспектив развития ТЭК под влиянием глобальных вызовов и развития технологий были получены сценарные коэффициенты развития ТЭК для каждого из 7 ЛТЭК. По полученным коэффициентам были построены диаграммы, отражающие степень развития основных отраслей энергетики для трех сценариев (негативного, базового и позитивного) на выбранных временных промежутках (2020–2025, 2025–2030, 2030–2035). Часть полученных диаграмм представлена на рисунках 2–4.

На всех диаграммах столбцы, представляющие сумму коэффициентов свойств Ti, разделены на пять групп по отраслям энергетики. Первые 9 столбцов описывают угольную отрасль, следующие 9 – газовую, далее следуют нефтяная отрасль, электро– и теплоэнергетика. При этом, в каждой группе первые 3 столбца описывают полученные коэффициенты для базового сценария, следующая тройка – для позитивного, а 3 последних столбца – для негативного. 

Значимость вклада одного из пяти свойств в развитие того или иного сектора энергетики по выбранному сценарию на определенном временном промежутке определяется долей соответствующего цвета в рассматриваемом столбце. Так, например, на развитие электроэнергетики ЛТЭК Центра по базовому и позитивному сценарию на всех промежутках времени наибольшее влияние окажет надежность T5 (рисунок 2).

Высокие значения полученных коэффициентов свойств свидетельствуют о потенциальных возможностях роста уровня развития отрасли. Исходя из этого, практически линейное возрастание значений коэффициентов свойств в отраслях, наблюдаемое в части регионов, отражает преобладающие в темпах своего развития области. Определенные темпы связаны с внешним фоном и внутренним уровнем технологического развития.

Авторами выявлено, что наибольшее развитие в ЛТЭК Центра по всем сценариям получат электро– и теплоэнергетика. При этом, наибольший вклад в данное развитие у электроэнергетики придется на ее надежность T5, а у теплоэнергетики – на эффективность T3. Данная взаимосвязь объяснима: в теплоэнергетике при передаче тепла возникают большие потери, что является основной проблемой отрасли в условиях относительно высокого уровня ее развития в центральном регионе. Поэтому основным резервом для повышения уровня развития отрасли становится повышение эффективности передачи и выработки тепла. В свою очередь, ввиду высоких показателей по остальным свойствам, в центральном регионе основное развитие электроэнергетики будет происходить именно из-за повышения надежности.

Для угольной и нефтяной отраслей в негативном и (с позиции эффективности T3) даже в базовом сценарии наблюдаются отрицательные значения коэффициентов некоторых свойств. Это свидетельствует о регрессе в угольной отрасли и торможении развития нефтяной, частично связанным с отсутствием крупных залежей в центральном регионе.

Наиболее развитым сектором энергетики ЛТЭК Юга во всех сценариях станет нефтяной, при этом главную роль будет играть его устойчивость T1. Однако, в данном случае наблюдается нетипичная картина – если сначала на промежутке времени 2025–2030 гг. произойдет снижение уровня развития отрасли по сравнению с 2020–2025 годами, то уже к 2030–2035 годам начнется рост, отличающийся между сценариями только по своим темпам.  Спад развития обусловлен тем, что в данном регионе нефтяная и газовая отрасли представлены в основном перерабатывающими мощностями и транспортировкой. При любом из сценариев на начальном этапе ожидается изменение транспортных цепочек и переориентация рынков, что временно и вызывает торможение отраслевого развития.

В случае с ЛТЭК Северо–Запада все отрасли будут развиваться гармонично, выделять из них лидера не целесообразно. В каждой из отраслей наибольший вклад оказывают отличные друг от друга свойства, что связано с их спецификой. Заметное отставание демонстрирует угольная отрасль в негативном сценарии. Несмотря на потенциал развития добычи в Печорском угольном бассейне, в условиях негативного сценария возможности для этого не будут представлены. Основные силы направятся на поддержание и развитие более приоритетных для жителей данного региона отраслей – тепло– и электроэнергетики. 

Согласно результатам анализа, для ЛТЭК Северо–Запада характерны постепенные высокие темпы развития отраслей, что выражено линейностью возрастания вкладов коэффициентов свойств. В перспективе данный ЛТЭК сможет догнать ЛТЭК Центра по уровню отраслевого развития.

Аналогично представлены результаты для прочих рассмотренных ЛТЭК, но они слишком специфичны для такого же подробного описания.

Заключение. Влияние на структуру и развитие топливно-энергетического комплекса России исходит как от внешних вызовов, так и от медленного технологического развития на фоне этого влияния. Будущее энергетической отрасли зависит от ее способности адаптироваться к быстро меняющимся условиям и оптимизировать внутренние процессы для удовлетворения потребностей.

Состояние энергетического сектора в целом складывается из локальных уровней регионального развития. Целевые функции этих точек роста зависят от их исходного состояния, определяемого территориальным расположением и рядом особенностей, включая плотность населения и развитие отдельных отраслей.

В данной статье предлагается подход к оценке состояния локальных топливно-энергетических комплексов (ЛТЭК) через специфические сквозные свойства отраслей, характеризуемые количественными параметрами. Оценено влияние внешних воздействий (через вызовы) и технологического развития на эти свойства. Их сочетание влияет на исходное состояние ЛТЭК и делает возможным стратегическое планирование. Отраслевые свойства в рамках ЛТЭК, которые не были реализованы в достаточной степени, являются потенциальными точками эффективного регионального развития.

Использование представленной методологии позволяет найти недостаточно развитые точки с высоким потенциалом для любой многокомпонентной энергосистемы. Предложенный подход учитывает различные аспекты развития, что позволяет принимать наиболее эффективные решения. Его результаты позволят создать надежное, гибкое и бесперебойное электроснабжение потребителей с учетом мировых тенденций в энергетике и следуя концепции Индустрии 4.0. Подобные результаты могут быть получены и применены для любой энергосистемы с различным сочетанием первичных энергоресурсов, а также с любыми территориальными особенностями.

Планируемое дальнейшее совершенствование методологии позволит авторам исследовать энергетические системы, состоящие из большего числа энергетических отраслей. Это включает в себя ВИЭ и атомную энергетику (с учетом микрогенерации). Кроме того, интересным вопросом является учет в методологии сложных отношений между добычей и генерацией.