Прогнозирование спроса на электроэнергию

В зависимости от периода упреждения выделяют прогнозы электропотребления: краткосрочные, среднесрочные, долгосрочные, сверхдальние. С точки зрения развития энергокомпании особо важное значение имеют долгосроч­ные прогнозы электропотребления на срок 15 - 20 лет.

Основные методы прогнозирования электропотребления:

• экстраполяция трендов;

• экономико-математическое моделирование;

• метод прямого счета (нормативный);

• экспертные оценки.

При прогнозировании методомэкстраполяции трендов применяются по возможно­сти однородные статистические временные ряды показателей абсолютного потребле­ния электроэнергии или одной из производственных относительных величин (элект­роемкости продукции, электровооруженности труда, душевого потребления и т.д.).

Подбор функций (моделей тренда), их использование и верификация результатов осуществляются известными методами математической статистики. Наиболее ши­рокое применение при прогнозировании электропотребления нашли линейная, экс­поненциальная и логистическая модели трендов, т.е. функции электропотребления от параметра времени. Для линейной зависимости характерны снижающиеся темпы роста электропотребления, для экспоненциальной - постоянные, а для логистической - переменные. Метод экстраполяции применяется главным образом для крат­косрочного прогнозирования.

Экономико-математические модели включают однофакторную и многофакторную корреляции, а также более сложные комплексные "эконометрические" модели. При :»том требуется дополнительный анализ для выбора экзогенных показателей, подле­жащих включению в регрессивные модели.

Для корреляционных моделей в качестве исходной информации берутся статистичес­кие ряды потребности в электроэнергии (или одного из производных показателей) и пока­зателей экономического роста или эффективности производства (продукция, численность снятых, численность населения, основные фонды, производительность труда).

Корреляционные методы, особенно многофакторные модели, представляют собой более высокую ступень прогнозирования по сравнению с простой экстраполяцией планов. Опыт их использования показывает, что они в ряде случаев с успехом могут применяться для прогнозирования на 5- 10 и даже более-до 20 лет. Однако с увеличением периода упреждения прогноза зона его неопределенности увеличивается.

Эконометрические модели - это система регрессионных зависимостей и тождеств, с помощью которой делается попытка учесть большее количество факторов, влияющих на электропотребление. При этом, задавая различные комбинации экзогенных показателей, удается моделировать множество вариантов развития электропотребляющего комплекса в отраслевом и региональном аспектах, что сужает зону неопределенности прогноза. При этом экзогенные показатели определяются на основе сценариев экономического роста; при разработке последних используется сочетание формальных процедур и экспертных оценок.

Метод прямого счета (нормативный) предполагает прогнозирование удельных расходов электроэнергии, исчисленных на единицу продукции в натуральном или стоимостном выражении, единицу работы, одного жителя и т.д., и соответствующего объема продукции, работ, населения. Определение удельных расходов электроэнергии может основываться на выборе технологий, а в ряде случаев и на экстраполяции. Поэтому при использовании методов прямого счета для оценки сопоставимости прогнозов необходимо давать информацию о том, каким образом были получены удельные расходы электроэнергии: экстраполяционными методами или путем оптимизации технологий.

В общем случае по методу прямого счета расчет электропотребления W в народном хозяйстве региона на перспективу для года t производится по выражению

(10.3.1)

где еВt - удельный расход электроэнергии (норма расхода) на производство про­дукции (услуги) вида i; Вi- объем выпуска продукции (услуги) i-го вида; Wэн - ненормируемая часть электропотребления; eLj - удельный расход электроэнергии (норма) на 1 жителя в процессе j-го вида (освещение, приготовление пищи, силовые нужды, горячее водоснабжение и т.д.); L - численность населения региона; п - число видов продукции (услуг) в сфере материального производства; т - число электропотребляющих процессов в быту и сфере услуг для населения.

Очевидно, что при использовании метода прямого счета потребуются весьма зна­чительные объемы самой разнообразной информации, в том числе сведения

• о потреблении электроэнергии в производстве важнейших видов продукции и услуг по отраслям народного хозяйства;

• ожидаемых масштабах производства основных видов продукции в отдельных отраслях промышленности - наиболее крупных потребителях энергии;

• динамике удельного электропотребления для выбранных процессов с учетом вли­яния технологического прогресса;

• развитии различных систем транспорта, их производительности, а также техни­ко-экономические характеристики;

• развитии сельскохозяйственного производства;

• росте населения;

• динамике жилищного строительства;

• развитии сферы услуг.

Обычно в практических целях в расчеты включают только основных потребите­лей, на которых в перспективе будет приходиться 60 - 70 % общего потребления электроэнергии, что, как показывает опыт, дает неплохой результат.

Методы экспертных оценок более применимы в долгосрочном прогнозировании, когда статистические методы работают плохо. Однако их целесообразно использо­вать и для кратко- и среднесрочных прогнозов, в дополнение к формальным процеду­рам при нестабильном спросе, характерном для кризисных и переходных периодов в экономике страны.

Опыт показывает целесообразность применения экспертных методов для сравни­тельной оценки роли различных факторов, определяющих динамику спроса на элек­троэнергию в обозримой перспективе. Экспертные оценки незаменимы при разработ­ке многовариантных сценариев развития экономики региона, являющихся источни­ком информации для формирования экономико-математических моделей, на основе которых осуществляется собственно прогноз будущего спроса на электроэнергию.

В качестве иллюстрации применения экономико-математических методов прогнозиро­вания приведем вариант модели электропотребления в промышленном производстве ре­гиона. При рассмотрении вопросов электрификации большое значение имеет исследова­ние процессов потребления энергии высокого потенциала, особенно в районах, распола­гающих энергоемким промышленным производством. Эти процессы отличаются широ­ким кругом энергоносителей, возможных для использования, что создает потенциальные условия для разработки гибкой стратегии энергоснабжения. Дальнейшее существенное повышение уровня электрификации материальной сферы народного хозяйства возможно только при внедрении электроэнергии прежде всего в области использования тепловой

энергии высокого потенциала, большая часть которой в настоящее время потребляется промышленностью.

При разработке экономико-математической модели энергопотребления в промышлен­ном производстве были приняты следующие условия.

1. В модель включены только основные энергоносители, широко используемые в про­мышленности и допускающие в определенных пределах взаимозамену при удовлетворе­нии заданных производственных потребностей: электроэнергии, природного газа, топоч­ного мазута, угля и металлургического кокса.

2. Расширение сферы использования электроэнергии и природного газа в технологичес­ких высокотемпературных процессах, а также при электрификации силовых процессов является важным фактором повышения производительности труда и экономии трудовых ресурсов в промышленности.

3. Постепенное вытеснение топочного мазута природным газом и электроэнергией, угля -электроэнергией и природным газом, сокращение расходов доменного кокса за счет более широкого применения природного газа - одна из главных тенденций энергопотребления в обозримой перспективе.

4. Потребление в промышленности (главным образом при переработке нефти, производ­стве чугуна и строительных материалов, в основном цемента) подавляющей доли тепловой энергии высокого потенциала. Надо учитывать, что эти производства, по некоторым оцен­кам, в совокупности используют около 70 % общего полезного расхода высокопотенциаль­ной энергии в промышленности.

5. Рост масштабов высокоэлектроемких производств, где в соответствии с применяемым технологическим процессом электроэнергия - единственно возможный энергоноситель, ока­зывает влияние на увеличение технологического энергопотребления. Среди таких произ­водств можно указать получение алюминия, электростали, химических волокон, синтети­ческого каучука. Рост силового электропотребления во многом зависит от развития прокат­ного производства и топливной промышленности (главным образом добычи угля и нефти).

Следует подчеркнуть, что включение в региональную модель объемных показателей вы­пуска продукции тех или иных отраслей определяется специализацией промышленного про­изводства в данном регионе. В каждом отдельном случае круг рассматриваемых энергоем­ких производств может отличаться от приведенных выше.