Электроэнергетика и теплоснабжение
ИНЭИ РАН обладает уникальной компетенцией по разработке прогнозов развития электроэнергетики на среднесрочную (5 - 10 лет), долгосрочную (15 - 20 лет) и сверхдалекую (более 30 лет) перспективу. В ее основе лежит синтез системной методологии, многофункциональных математических моделей и обширных информационных ресурсов, дополненный многолетним опытом экспертов и регулярной практикой их применения при разработке стратегических документов на государственном и корпоративном уровнях управления развитием электроэнергетики, а также в рамках международных проектов.
Методология и инструментарий
Выполняемые в ИНЭИ РАН исследования в области электроэнергетики и теплоснабжения отличаются стратегической направленностью и комплексностью охвата технологических, экономических, финансовых, экологических факторов, влияющих на условия функционирования и развития отрасли, а также высокой интегрированностью с общей системой прогнозов развития экономики и ТЭК страны, которые формируются при широком использовании возможностей модельно-информационного комплекса SCANER.
Методическая схема обоснования структуры генерирующих мощностей в прогнозах развития электроэнергетикиРезультатом многолетней работы по совершенствованию подходов к формированию рациональных вариантов долгосрочного развития электроэнергетики стала трехуровневая схема организации модельных расчетов (представлена на рисунке), обеспечивающая количественное обоснование производственных и инвестиционных программ отрасли, исходя из динамики платежеспособного спроса на электроэнергию и централизованное тепло, с учетом технологических возможностей и рациональных масштабов межтопливной конкуренции, повышения эффективности использования газа и угля на электростанциях, развития неуглеродных типов электростанций (ГЭС, АЭС и ВИЭ), а также с учетом финансовой устойчивости энергокомпаний при различных вариантах реформирования оптового рынка электроэнергии и мощности и моделей тарифного регулирования сетевых компаний.
Центральным элементом используемой в ИНЭИ технологии формирования прогнозов развития отрасли является динамическая оптимизационная многозонная модель электроэнергетики России как части ТЭК (EPOS), обеспечивающая многовариантный анализ темпов и масштабов трансформации структуры генерации и развития межсистемных электрических связей в ЕЭС России в условиях неопределенности различных влияющих факторов (спрос, цены топлива, НТП, экологическое регулирование и проч.) на интервале планирования в 15 - 20 лет (и с учетом последействия выбираемых инвестиционных решений на таком же интервале).
В рамках единой технологии прогнозирования вместе c EPOS используются различные типы имитационных расчетных моделей, обеспечивающие:- технико-экономический скрининг конкурентоспособности разных типов энерготехнологий по критериям удельной стоимости электроэнергии (LCOE);
- формирование вариантов размещения электростанций разного типа и уточнение параметров перспективных балансов электроэнергии и мощности;
- интеграцию вариантов развития отрасли и сводного топливно-энергетического баланса;
- финансово-экономическую оценку инвестиционных потребностей и ресурсов при различных сценариях ценовой политики на оптовом и розничных рынках электроэнергии.
Данные модельные инструменты опираются на мощные массивы статистической информации о производственных и экономических показателях отдельных электростанций и энергокомпаний, а также актуализируемые данные о перспективных технологиях в электроэнергетике и изменении их технико-экономических показателей, прогнозы ценовых и ресурсных условий топливоснабжения электростанций, формируемых в других блоках информационно-модельного комплекса SCANER.
Помимо собственных модельных разработок, в Институте ведутся работы по интеграции расчетных инструментов для моделирования развития электроэнергетики, используемых в международных организациях (IAEA, IRENA, IEA).
Гибкость модельных инструментов позволяет адаптировать их к различным постановкам прогнозных задач, которые решаются специалистами Института в рамках исследований, проводимых при поддержке Минобрнауки России, РАН, Российского научного фонда, а также в ходе выполнения научно-исследовательских работ для государственных органов и энергетических компаний. Среди наиболее значимых задач, имеющих большое прикладное значение, можно выделить:- стратегии технического перевооружения действующих тепловых электростанций, оптимизация масштабов и приоритетов перехода на новые технологии, и оценка их влияния на показатели отрасли и потребителей (статья "Комплексная оценка эффективных масштабов обновления ТЭС..." в журнале "Теплоэнергетика" № 3, 2017);
- стратегии развития теплофикации с учетом обновления действующих ТЭЦ и развития новых источников, в том числе – распределенной когенерации, в условиях изменения структуры спроса и моделей экономического регулирования на рынке централизованного тепла (статья "Теплофикация в проекте новой энергостратегии" в журнале "Теплоэнергетика" № 6, 2015);
- стратегии развития атомной энергетики в меняющихся условиях межтопливной конкуренции, определяемых динамикой цен топлива и влиянием НТП на технико-экономические показатели разных типов электростанций(статья "Конкурентные преимущества АЭС..." в журнале "Энергетическая политика" № 3, 2017);
- условия перехода к низкоуглеродной электроэнергетике с учетом возможных механизмов экономического регулирования эмиссии парниковых газов(статья "Влияние мер по ограничению эмиссии ПГ..." в журнале "Известия РАН. энергетика" № 4, 2010);
- финансово-экономические последствия реализации инвестиционных решений и программ в электроэнергетике в условиях конкуренции(статья "Стимулирование инвестиций..." в журнале "Проблемы прогнозирования" № 1(172), 2019).
Практика и результаты
Опираясь на идеологию системного подхода к решению задач управления развитием электроэнергетики, обобщение отечественного и зарубежного опыта прогнозирования и проектирования развития больших электроэнергетических систем, в период реформирования отрасли в Институте были разработаны контуры новой системы прогнозного и проектного обеспечения развития электроэнергетики, которая была окончательно оформлена Постановлением Правительства РФ от 17.10.2009 г. №823 "О схемах и программах перспективного развития электроэнергетики".
В середине 2000-х годов Институт стоял у истоков создания в РАО "ЕЭС России" новой функции регулярного среднесрочного прогнозирования и впоследствии обеспечивал методическую и модельно-аналитическую поддержку разработки "Сценарных условий" и "Прогнозного баланса электроэнергетики и Холдинга на пятилетнюю перспективу".
В 2007 году в ИНЭИ были подготовлены
Систематизация практического опыта формирования средне- и долгосрочных прогнозов развития электроэнергетики позволила Институту в 2013 г. совместно с ЗАО "АПБЭ" разработать предложения по методическому и модельному обеспечению разработки Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики и повышению эффективности ее использования как инструмента управления развитием отрасли.
Эта работа была продолжена в 2018 - 2019 гг. при разработке совместно с АО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" и при активном участии Минэнерго России "Методических указаний по проектированию развития энергосистем". На основе методических предложений ИНЭИ РАН были сформированы разделы:-
-
- оценке экономических результатов реализации документов перспективного развития электроэнергетики.
В течение последних двух десятилетий информационно-модельные возможности Института активно используются при разработке средне- и долгосрочных прогнозов развития отрасли, как составной части системы корпоративного (РАО "ЕЭС России") и государственного (Минэнерго России) стратегического планирования, Энергетической стратегии страны, генеральных схем и программ развития топливных отраслей.
С 2007 г. ИНЭИ РАН является одним из участников регулярных циклов разработки и корректировки "Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики России", обеспечивая научное обоснование вопросов сравнительной эффективности разных типов электростанций и оптимизации структуры генерирующих мощностей в ЕЭС России с использованием динамической модели развития электроэнергетики в ТЭКе (EPOS) (статья "Перспективы развития электрогенерирующих мощностей России" в журнале "Теплоэнергетика" № 2, 2008).
В 2010 - 2011 гг. ИНЭИ РАН принимал участие в разработке "Программы модернизации электроэнергетики России до 2020 года (с перспективой до 2030 года)". В рамках данной работы Институтом была впервые выполнена системная работа по оптимизации приоритетных технических решений и обоснованию масштабов обновления существующих электростанций, а также представлена интегральная финансово-экономическая оценка экономических условий и последствий ее реализации для потребителей и экономики страны в целом (статья "Методы и результаты оценки..." в журнале "Теплоэнергетика" № 1, 2013).
В 2014 году ИНЭИ РАН был одним из участников работ по оценке технического и экономического потенциала и разработке сценариев развития ВИЭ в России, а также подготовке предложений по содержанию "дорожной карты" развития ВИЭ на перспективу до 2035 года.
В 2015 г. на основе созданной методической и информационно-модельной базы в Институте разработаны предложения по рациональной структуре генерирующих мощностей и топливоснабжению электростанций с оценкой экономических условий реализации вариантов развития отрасли при корректировке Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики на перспективу до 2035 года.
Вместе с прогнозами развития крупных, общесистемных генерирующих источников, в Институте проводятся исследования по оценке перспектив развития технологий распределенной энергетики. В 2018 году ИНЭИ РАН совместно с Энергетическим центром МШУ Сколково, ЦСР, НТЦ ЕЭС (МО) подготовил доклад
В 2019 году Институтом в рамках подготовки научно обоснованных предложений по корректировке Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2035 года были сформированы прогнозы базовых экономических и технологических предпосылок развития электроэнергетики на период до 2040 года, включая спрос на электроэнергию.
Прогнозные параметры развития электроэнергетики используются также в работах Института по системному обоснованию размещения и эффективности сооружения крупных объектов атомной, угольной, газовой и гидроэнергетики на предварительных стадиях разработки их инвестиционных проектов, а также для поддержки различных стратегических решений энергетических компаний, регионов, регуляторов электроэнергетического рынка (статья "Системное обоснование размещения АЭС" в журнале "Известия РАН. Энергетика" №4, 2012).
Награды и достижения
Научные достижения коллектива ИНЭИ в области системных исследований энергетики, развития методов прогнозирования и средств экономико-математического моделирования современных условий развития электроэнергетики были отмечены рядом академических и отраслевых наград и премий:- премия Российской Академии Наук и РАО "ЕЭС России" для молодых ученых в области энергетики и смежных наук "Новая генерация" (2004 г. – Веселов Ф.В., 2005 г. – Новикова Т.В., 2007 г. – Хоршев А.А., 2008 г. - Панкрушина Т.Г.)
- Премией РАН им. Г. М. Крижановского за выдающиеся исследования в области комплексных проблем энергетики (2011 г., Веселов Ф.В., Макарова А.С.)
- премия для молодых ученых "Энергия молодости", вручаемая в рамках программы "Глобальная энергия" (Ерохина И.В., Панкрушина Т.Г., Хоршев А.А.)
- ведомственные награды Минэнерго России сотрудников Института.
Контакты
ИНЭИ РАН располагает научно-методической базой, мощными модельными, информационными и собственными экспертными ресурсами, а также возможностями по кооперации с ведущими отраслевыми исследовательскими и проектными организациями для проведения разноплановых прогнозных исследований в сфере электроэнергетики по заказу федеральных органов власти, энергетических компаний, потребителей электроэнергии, других экспертных организаций.Исследования по данному направлению осуществляются силами Отдела научных основ развития систем энергетики:
- руководитель отдела - к.э.н. Ф. В. Веселов (+7(499)127-22-37, erifedor@mail.ru),
- заведующий центром моделирования в энергетике – к.э.н. А. А. Хоршев (+7(499)123-68-02, epos@eriras.ru).
