Биоэнергетика: перспективы развития

Логико-вероятностное моделирование. Предположения и оценки

В XXI веке о необходимости развития биоэнергетики много говорят и спорят ученые и специалисты в этой сфере, хозяйственники и представители властей разного уровня… Предлагаем рассмотреть проблемы развития биоэнергетики и учета рисков при принятии управленческих решений, связанных с развитием промышленной сферы.

Таблица. 1. Производство электроэнергии в России


Таблица. 2. Добыча ископаемого топлива в России


Таблица 3. Топливный баланс России в 1913 году [2]

Для понимания места и роли биоэнергетики в решении проблем энергообеспечения страны необходимо уяснить взаимосвязь энергоресурсов с генерацией электроэнергии, что поможет создать модель реальной ситуации в этой области.

При помощи этой модели мы сможем оценить и перспективы развития биоэнергетики.

Чтобы удобнее было разбираться, давайте представим выработку электроэнергии на электростанции в виде цепочки: энергоресурсы › технология сжигания › технология передачи тепла теплоносителю › генерация электроэнергии.

Можно предположить, что инвестирование денежных средств в развитие технологических процессов и создание нового теплотехнического оборудования должно способствовать повышению энергетической безопасности страны. Выделим ресурсные факторы, влияющие на выработку электроэнергии (рис. 1).

Сравним вклад генерирующих мощностей разных типов в общий объем вырабатываемой в России электроэнергии (таб. 1) [1].

Основной тип электростанций в РФ − тепловые электрические станции (ТЭС), которые генерируют 66% от общего объема вырабатываемой электроэнергии и используют в качестве основных видов топлива уголь, газ и мазут (нефтепродукт) (таб. 2) [1].

Развитие тепловой электроэнергетики в России началось в XIX веке и сопровождалось постепенным переходом от сжигания древесной щепы и торфа к сжиганию бурого и каменного угля. Смена типов энергетического топлива была обусловлена возрастающей потребностью в электроэнергии промышленных предприятий, так как в ХХ веке происходил переход к массовому производству различных видов продукции (табл. 3).

В 1930-40-е годы вопрос использования торфа в качестве топлива был весьма актуален, поэтому поиски наиболее эффективных методов сжигания торфа приводили к новым техническим решениям: так были изобретены вихревая топка для сжигания просяной лузги, торфа и бурых углей и шахтно-мельничная топка для сжигания фрезерного торфа [3]. Продолжением этих работ стало создание технологии низкотемпературного вихревого сжигания древесных отходов, торфа, бурого и каменного угля по методу В. В. Померанцева [4]. Стратегия развития энергетики, связанная со строительством угольных ТЭС в 1950-е и 1960-е годы, была основана на возможности обеспечить эти электростанции сырьем (континентальные запасы) ориентировочно на 750 лет: каменным углем на 250 лет и бурым на 500 лет.

Тогда же, в 50-е годы прошлого века, на крупных и средних ТЭС отказались от использования древесных ресурсов, так как теплотворная способность углеводородов и угля выше, чем аналогичный показатель древесины. Поэтому сегодня следует понимать, что биоэнергетика будет развиваться в конкурентной борьбе с другими видами альтернативной энергетики.

Так как лесной фонд занимает 65% территории РФ, рациональное использование древесных ресурсов предприятиями лесопромышленного комплекса (ЛПК) оказывает значительное влияние на формирование федерального и региональных бюджетов. Рассмотрим взаимосвязи производств ЛПК в виде технологической цепочки (рис. 2).

У каждого предприятия есть технологические особенности, но задача у всех одна − получение прибыли вне зависимости от финансово-экономических условий, существующих в стране и мире.

Например, лесозаготовительные предприятия ориентированы на валку леса: чем больше они заготовят древесины, тем лучше. Однако лесозаготовители должны учитывать возможности сбыта, которые зависят от различных факторов: состояния рынка сбыта мебели, объемов строительства деревянных домов, объемов изготовления полиграфической продукции и т. д.

Общий спад в строительной индустрии в РФ в 1990-е годы сопровождался резким снижением объемов производства продукции из древесины (пиломатериалов, фанеры, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит) с одновременным ростом объемов экспорта.

Объем и степень глубины переработки древесины в РФ ограничены сильным износом оборудования на лесопильных предприятиях, неудовлетворительным техническим уровнем операций сортировки, хранения и упаковки пиломатериалов, слабой координацией деятельности производителей изделий из древесины и лесоэкспортеров и т. д.

Таблица 4. Основные показатели работы организаций по виду экономической деятельности «Обработка древесины и производство изделий из дерева»


Таблица 4. Основные показатели работы организаций по виду
экономической деятельности «Обработка древесины и
производство изделий из дерева»

Целесообразнее всего использовать отходы лесозаготовительных, лесопильных и деревообрабатывающих предприятий как биотопливо, в виде гранул (брикетов). В России производство древесных брикетов с целью реализации в странах Европы активно стало развиваться в XXI веке. В подтверждение приведу динамику экспорта древесных брикетов, т: 8032 (2003 год), 8110 (2004 год), 14 727 (2005 год), 31 129 (2006 год) и 29 279 (2007 год). Снижение доли экспорта древесных брикетов в 2007 году объясняется ростом потребления внутри страны при незначительном спаде производства, так как у российских лесопромышленников не хватало высокопроизводительного оборудования. Динамика производства древесных брикетов в РФ, тыс. т: 8,1 (2003 год), 8,4 (2004 год), 15,6 (2005 год), 34,2 (2006 год) и 33,5 (2007 год). Производство древесных брикетов − одно из перспективных направлений для малого бизнеса в России. Статистические данные свидетельствуют о наличии кризисных явлений в отрасли (табл. 4) [1].

Поиск эффективного варианта стратегического развития биоэнергетики предполагает учет различных рисков, которые можно структурировать по четырем уровням: мегауровню (мировая экономика), макроуровню (национальная экономика), мезоуровню (корпорации) и микроуровню (предприятия); а также по признакам: политические, экономические, финансовые и т. д. В работе «Системный анализ в управлении» [5, с. 155−160] было отмечено, что при принятии оптимального управленческого решения в условиях неопределенности необходимо использовать различные критерии. В работе А. С. и В. А. Шапкиных «Теория риска и моделирование рисковых ситуаций» [6, с. 55] были исследованы различные виды неопределенностей: политическая, экономическая, природная, временная, внешней и внутренней среды, а также конфликтные ситуации, задачи с несовпадающими интересами и многоцелевые задачи. В работе Т. Саати «Принятие решений. Метод анализа иерархий» [7] рекомендуется для поиска оптимального управленческого решения в условиях финансово-экономической нестабильности применять метод анализа иерархий (МАИ) с постановкой цели (фокус иерархии) и построением связей между силами, факторами и сценариями, что сокращает затраты времени на генерацию управленческого решения. Возможны различные сценарии стратегических управленческих решений, которые могут способствовать повышению уровня энергетической безопасности при декомпозиции проблемы, но они всегда опираются на следующие инвестиции:

Выбор стратегического управленческого решения по инвестированию денежных средств в какую-либо область деятельности не гарантирует достижения успешного результата, поэтому МАИ следует дополнять ЛВ-моделью оценки риска неуспеха стратегического управления промышленностью, в которой выделим возобновляемые ресурсы.

Составим структурную ЛВ-модель риска неуспеха стратегического управления топливно-энергетического комплекса (ТЭК) с учетом рекомендаций, данных в работах И. А. Рябинина «Надежность.

Живучесть. Безопасность. Очерки разных лет» и Е. Д. Соложенцева «Управление риском и эффективностью в экономике…» [8, 9] (рис. 3). Целью является Y − развитие ТЭК (оценка риска неуспеха стратегического управления), выделяем три подцели:

а) Y_I − доступность ресурсов (наличие возобновляемых ресурсов, разработка месторождений на территории РФ, возможность приобретения по импорту, наличие приемлемых природных условий);

б) Y_^J − внедрение технологических инноваций (материалы, методы и т. д.);

в) Y_K − внедрение технических инноваций (модернизация, реконструкция, обновление оборудования с целью снижения риска возникновения аварийной ситуации на объекте).

В связи с большим количеством формул полный вариант статьи «Перспективы развития биоэнергетики» смотрите в PDF-версии журнала.