Разработка метода оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.05, кандидат наук Спектор Николай Юрьевич

• Спектор Николай Юрьевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Спектор Николай Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ, ПРОБЛЕМ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТОВ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Анализ современного состояния, проблем и перспектив развития системы газоснабжения в Российской Федерации

1.2 Анализ тенденций использования различных источников энергии

1.3 Анализ методов оценки эффективности проектов газоснабжения

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

2.1 Разработка модели денежных потоков проектов газификации для финансового анализа

2.2. Оценка финансовой эффективности проектов газификации

2.3 Построение областей эффективной реализации проектов газификации

2.4 Оценка экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

3.1 Процедура выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований

3.2 Применение разработанного метода для выбора варианта газоснабжения сельского муниципального образования

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Россия занимает первое место по за-

3 3

пасам (47,8 трлн м ) [157] и второе место по добыче (681 млрд м ) [129, с. 13] природного газа в мире. Несмотря на эти цифры, в России остро стоит вопрос о газификации населенных пунктов. Многие районы Российской Федерации, в особенности Восточная Сибирь, Дальний Восток и север Западной Сибири являются труднодоступными. Существует и другая проблема. Иногда газопровод проходит неподалеку от населенных пунктов, однако подключение к нему является затратным для населения и коммерчески невыгодным для компаний. В таком случае эти населенные пункты также оказываются не газифицированными.

В 2015 году уровень газификации в Российской Федерации составил 66,2% [154], а в 2018 году планируемый уровень газификации должен составить 68,1 % [7]. С 2005 по 2015 гг. было построено 1802 газопровода протяженностью более 26 тыс. км. При этом было газифицировано более 700 тыс. домовладений и квартир и более 4 тыс. котельных [154]. Несмотря на достигнутый высокий уровень газификации в отдельных регионах в целом по стране он значительно ниже, чем, например, уровень газификации соседней Республики Беларусь, который в 2016 году составил 73,9 % [155].

Развитие газификации в Российской Федерации, стране с большими запасами природного газа и с большими возможностями его использования в народном хозяйстве может позволить решить целый ряд проблем: создание энергетической инфраструктуры, обеспечивающий экономический рост территорий; улучшение экологической обстановки, привлечение населения в районы с высоким потенциалом экономического роста, что снижает неравномерность заселения внутри страны [83, 84, 89, 90]. Решение этих задач требует совершенствования методов, позволяющих оценивать проекты газификации на ранних этапах проектирования. Поэтому рассматриваемая в этой

работе задача выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований является актуальной. Также важно рассматривать газоснабжение сельских муниципальных образований, так как они являются точками будущего роста экономики страны.

Актуальность данной проблемы подтверждается также необходимостью формирования обоснованных решений по развитию газораспределительной инфраструктуры России, которые позволили бы эффективно реализовать планы государства по созданию возможностей для ведения сельского хозяйства и бизнеса, например, с помощью механизмов бесплатного выделения 1 га земли каждому жителю Дальнего Востока и каждому человеку, который хотел бы приехать на Дальний Восток, то есть фактически любому гражданину России [136]. В основном выделяемые в рамках данной программы земельные участки находятся в местностях, где отсутствует инфраструктура, в том числе дороги, газопроводы и прочие источники энергоснабжения, то есть при получении участка земли в бесплатное пользование его владельцы будут за свой счет создавать инфраструктуру на таких территориях. Немалое внимание должно быть уделено источникам энергоснабжения. В связи с этим вопросы оценки эффективности строительства газораспределительных сетей становятся еще более важными для данного проекта [6].

Кроме того, в современной России достаточно остро стоит проблема неравномерности расселения, включая не только перенаселенность одних территорий и нехватки населения в других, но и проблему излишней урбанизации. Недостаточное внимание к развитию экономики сельских поселений влечет за собой торможение экономического роста страны в целом. Возможным способом преодоления этой проблемы является создание высокоэффективных производств с небольшими масштабами концентрации, которое не требуют большой численности персонала, мощных источников энергии и других ресурсов в больших объемах. Такие производства могут быть размещены в сельской местности, так как современные технологии позволяют

обеспечить это, даже в отраслях, которые традиционно требовали создания

5

крупномасштабных предприятий. Привлекательность создания этих производств во многом определяется наличием соответствующей инфраструктуры, включая газоснабжение.

Степень разработанности темы. Анализу современного состояния, проблемам и перспективам развития систем газоснабжения в Российской Федерации посвящены труды следующих авторов: Вербицкой В. Р. [14], Забазнова А. И., Еременко Л. И. и Роднянского В. М. [28], Степанова И. Р., Баранника Б. Г. и Зарудней Н. А. [93], Тарасенко В. И. [111]. В работах Забазнова А. И., Еременко Л. И. и Роднянского В. М. [28], Маленкиной И. Ф., Белоусенко В. А. и Поденок С. Е. [55], Миннахметова Д. М. [70], Осиповой Н. Н. [66], Степанова И. Р., Баранник Б. Г. и Зарудней Н. А. [93], Сухарева М. Г., Тверского И. В., Белинского А. В., Самойлова Р. В. [109] значительное внимание уделено проблемам газификации отдельных регионов России. Однако в работах вышеперечисленных авторов отсутствует подробный анализ общего уровня газификации страны в разрезе субъектов РФ на основе статистических данных за последнее десятилетие.

Вопросы финансового и экономического анализа инвестиционных проектов рассматриваются в трудах следующих авторов: Беренса В. и Хавранека П. М. [5], Бирмана Г. и Шмидта С. [9], Бланка И. А. [10], Блеха Ю. и Гетце У. [11], Брейли Р. и Майерса С. [12, 121], Бригхема Ю. и Гапенски Л. [13, 122, 123], Виленского П. Л., Лившица В. Н. и Смоляка С. А. [15], Зубаревой В. Д , Саркисова А. С. и Андреева А. Ф. [33], Bhatia R., Pereira A. [120], Divigneau J. C., Prasad R. N. [125], Van Horne J. C. [132] и др. Однако методы оценки, описанные в данных работах, носят общий характер и не учитывают специфические вопросы, возникающие при анализе экономической эффективности проектов газификации сельских поселений.

Среди работ, посвященных методам оценки экономической эффективности и выбору вариантов обеспечения энергией, можно выделить труды: Алексанова Д. С. [1], Беккер Н. А., Захарова М. Н. и Саркисова А. С. [6], Зубаревой В. Д. [31], Казака А. С. и Косарева А. Ю. [37], Казака А. С. и Кулика

6

В. С. [38], Козьминой Т. П., Косолобенковой Л. Н., Комаровой О. Г. [40], Колесниковой Н. А., Лившица В. Н. и Орловой Е. Р. [41], Кучина Б. Л. [51], Медведевой О. Н. [56], Праховой Т. Н. и Сатаевой Д. М. [69] и др. Однако перечисленные работы ориентированы на задачи, возникающие в процессе проектирования систем энергоснабжения с уже осуществленным выбором типов энергоносителей.

Проблемы выбора возможных вариантов систем газоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий и методы проектирования распределительных и внутренних систем газоснабжения отражены в работах: Александрова А. Е., Галицкова С. Я. и Новопашиной Н. А. [1], Власовой Л.

B. [16], Власова Г. С. и Отставнова А. А. [17], Гулько Т. В., Драганова Б. Х. и Шишко Г. Г. [22], Дерцакяна А. К. [91], Долгова С. И. и Комаревцевой Т. А. [24], Дубова И. С. и Панова М. Я. [25], Еремина С. В. [26], Ефимова Р. Б. [27], Зубаревой В. Д. и Андреевой О. А. [32], Ионина А. А. [35], Колодяжного

C. А., Сушко Е. А., Сазоновой С. А. и Склярова К. А. [42], Коминой Г. П. и Прошутинского А. О. [45], Кузьменко И. Ф. [50], Латонова В. В. [52], Лукья-ненко В. Е. и Москвичева А. Ю. [53], Медведевой О. Н. [57], Медведевой О. Н. и Фролова В. О. [60], Никифорова Г., Воронина А. и Иванова А. [63], Никишина Н. В. и Панова М. Я. [64], Осиповой Н. Н. [65, 66], Осиповой Н. Н., Павлутина М. В. и Свиридовой К. С. [67], Першина П. А. [68], Родченко В. В., Гусева Е. В. и Садретдиновой Э. Р. [74], Рогинского О. Г. [75], Сидорова Р. И., и Старикова А. Н. [79], Стаскевича Н. Л., Северинец Г. Н. и Вигдорчик Д. Я. [92], Стрижко С. В. [106], Суслова Д. Ю. [107], Суслова С. А. [108], Схаляхо, А. С. [110], Тельновой Т. П. [113], Токунова С. В. [115] и др. Однако в данных работах основное внимание уделяется техническим аспектам в проектировании систем газоснабжения, при этом экономическая специфика выбора вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований не рассматривается в полном объеме.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования

является разработка метода оценки экономической эффективности вариантов

7

газоснабжения сельских муниципальных образований. Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ современного состояния, проблем и перспектив развития системы газоснабжения в Российской Федерации, а также методов оценки эффективности проектов газоснабжения.

2. Разработка метода оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований.

3. Разработка процедуры выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований

4. Применение разработанного метода для решения практических задач развития систем газоснабжения сельских муниципальных образований.

Объектом исследования являются системы газоснабжения сельских муниципальных образований и методы оценки экономической эффективности проектов газификации.

Область исследования. Работа выполнена в соответствии с п. 1.1.18 «Проблемы повышения энергетической безопасности и экономически устойчивого развития ТЭК. Энергоэффективность» и п. 1.1.24 «Тарифная политика в отраслях топливно-энергетического комплекса» паспорта специальности 08.00.05.

Теоретико-методологическая база исследования. Теоретическую базу диссертационной работы составили исследования как российских, так и зарубежных ученых, а также специалистов нефтегазовой отрасли в области управления проектами, инвестиционного проектирования, стратегического управления и экономико-математического моделирования.

Методологической основой диссертации послужили методы финансового и экономического анализа, экономико-математического моделирования, системного анализа и др.

Достоверность результатов исследования вытекает из обоснованности использованных теоретических положений и результатов экономико-математического моделирования.

Информационную базу исследования составили нормативно-правовые акты Российской Федерации, а также научные публикации, размещенные в электронных библиотеках: Российской государственной библиотеки, Государственной публичной научно-технической библиотеки России, научной электронной библиотеки «eLibrary.ru», международной издательской компании «Springer», цифровой базы данных полнотекстовых научных журналов «JStor», электронной библиотеки технической литературы в области нефти и газа общества инженеров-нефтяников (SPE) «OnePetro», поисковой платформы «Web of science», поисковой системы «Google Scholar», данные Федеральной службы государственной статистики, а также информация, полученная в с официальных сайтов газораспределительных организаций,.

Научная новизна исследования. В диссертации поставлена и решена задача разработки метода оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований. Наиболее существенные результаты, полученные автором и составляющие научную новизну, заключаются в следующем:

- анализ современного состояния, проблем и перспектив развития системы газоснабжения в Российской Федерации, в результате которого на основе данных официальной статистики газораспределительных организаций рассмотрены общий уровень газификации регионов страны, число газифицированных и не газифицированных квартир в городах и в сельской местности по субъектам РФ, федеральным округам и в целом по стране, сроки эксплуатации газопроводов. Проведенный анализ позволил выявить основные причины низкого уровня газификации в России, которые связаны, главным образом, с недостаточной методической базой выявления современных механизмов компенсации затрат газораспределительных компаний для убыточных

проектов, а также тарифной политики в этой области, с коммерческой неэф-

9

фективностью газификации удаленных и малых населенных пунктов; с недостаточностью координации между компаниями, осуществляющими газификацию, с местными органами власти и газораспределительными организациями, с высокими затратами на подключения для населения;

- разработан метод оценки финансовой эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований с использованием газопроводов низкого и среднего давления, сжиженного углеводородного газа (СУГ) и сжиженного природного газа (СПГ). В основе метода лежит моделирование денежных потоков для проведения финансового анализа проектов газификации и построение областей эффективной реализации проектов в координатах «расстояние до потребителя от источника газоснабжения - число потребителей», которые используются для обоснования решений по газоснабжению потребителей сельских муниципальных образований на ранних этапах проектирования;

- разработан метод оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований, в основе которого лежит определение положительных и отрицательных экстерналий, возникающих при реализации проектов газификации. Для определения величины экс-терналий используются статистические зависимости между уровнем газификации и уровнем экономической активности на рассматриваемой территории. Показано, что на принятие решений об эффективности реализации проекта газификации оказывают существенное влияние величины экстерналий, связанные с ростом экономической активности в таких отраслях как растениеводство, животноводство, промышленность, туризм, а также с изменениями негативного воздействия на природные ресурсы;

- разработана процедура выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований, в основе которой лежит использование предложенного метода оценки финансовой эффективности для выбора оптимального варианта газификации в каждом сельском населенном пункте, оценка возможности населения по оплате оборудования для газоснабжения, а также

10

подбор мероприятий по компенсации потерь газораспределительной компании, связанных с убыточной газификацией населенных пунктов;

- разработанный метод использовался для формирования раздела «Газоснабжение» генерального плана развития типичного для регионов Европейской части России сельского поселения. Проведенные расчеты позволили определить оптимальный по критерию чистого дисконтированного дохода (ЧДД) вариант газификации каждого населенного пункта сельского муниципального образования. Кроме того, был осуществлен подбор мероприятий по компенсации потерь газораспределительной компании, связанных с убыточной газификацией ряда населенных пунктов. Показано, что наименьшее воздействие на жизненный уровень населения будет оказывать вариант, при котором компенсация убытков для газораспределительной компании происходит путем незначительного повышения цены газа для всех потребителей сельского поселения.

Теоретическая значимость исследования состоит в разработке метода оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований, процедуры выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований, а также в подборе мероприятий по компенсации потерь газораспределительной компании, связанных с убыточной газификацией населенных пунктов.

Практическая значимость исследования состоит в том, что разработаны и реализованы процедура выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований, а также метод подбора мероприятий по компенсации потерь газораспределительной компании, связанный с убыточной газификацией. Предложенный метод может быть использован при формировании тарифной политики в топливно-энергетическом комплексе. Результаты научного исследования использовались в практической деятельности АО «Газпром промгаз» по оценке экономической эффективности вариантов газоснабжения, включая разработку генеральных схем газоснабжения и газификации

федеральных округов Российской Федерации (акт о внедрении, приложение

11

№6). Отдельные положения исследования используются в учебном процессе РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина при проведении занятий по дисциплине «Финансирование нефтегазовых проектов» (акт о внедрении, приложение №6).

Апробация и внедрение результатов исследования. В ходе выполнения диссертации результаты исследований докладывались на Всероссийских конференциях молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 2015, 2017 гг.), на XI Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2016 г.), на Юбилейной 70-й международной молодежной научной конференции «Нефть и газ 2016» (г. Москва, 2016 г.), на 71-й международной молодежной научной конференции «Нефть и газ 2017» (г. Москва, 2017 г.), на заседаниях кафедры «Финансового менеджмента» РГУ нефти и газа (НИУ) имени Губкина (в 2015 - 2017 гг.), на заседаниях первых этапов научных сессий аспирантов РГУ нефти и газа (НИУ) имени Губкина (в 2015 - 2017 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 работах, включенных в перечень ВАК для публикации результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ, ПРОБЛЕМ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТОВ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Анализ современного состояния, проблем и перспектив развития системы газоснабжения в Российской Федерации

Газификация - одна из основ социально экономического развития страны, обеспечивающая улучшение условий труда и быта населения, а также уменьшение загрязнённости окружающей среды. Поэтому для России газ является основным топливом: его доля в потреблении [72] первичной энергии составляет 55,2%. Среди развитых стран такой высокой доли газа в топливном балансе не имеет ни одна газодобывающая страна: в Великобритании его доля в балансе 40%, в Нидерландах - 38%, в Канаде - 27%, в США - 26%, а в Норвегии с ее преобладанием гидроэнергетики - всего лишь 9%. Россия ежегодно сжигает и перерабатывает 420 млрд м газа, уступая по этому показателю только США.

В 2015 году уровень газификации в Российской Федерации составил 66,2% [154], а к 2018 году планируемый уровень газификации должен составить 68,1% [7]. С 2005 по 2015 гг. было построено 1802 газопровода протяженностью более 26 тыс. км. При этом было газифицировано более 700 тыс. домовладений и квартир и более 4 тыс. котельных [154].

К 2015 году газификации населенных пунктов в России составил [66] 83%, в том числе на природном сетевом газе - преимущественно города и крупные населенные пункты, на сжиженном углеводородном газе -18% (преимущественно небольшие населенные пункты).

Согласно программе газификации страны, по заявлению Председателя Правления ПАО «Газпром» А. Миллера, к 1 января 2018 года уровень газификации России - 68,1% [7, 135].

По данным ПАО «Газпром» [152] дан уровень газификации в РФ с 2012 по 2016 гг. (таблица 1.1). Анализ таблицы 1.1 показывает, что уровень газификации природным газом рассчитан исходя из объема жилого фонда, фиксированного на 2005 г. Используя данные таблицы 1.1 можно определить общий объем жилого фонда в 2016 году. Он будет равен 27 млн квартир/0,672, что примерно равняется 40,2 млн квартир. Однако согласно данным Росстата [143] (таблица 1.2, рис. 1.1) количество квартир в 2005 г. составило 57,4 млн, различия в данных в 2005 г. - 30%. Эта разница в общем числе квартир ежегодно увеличивается и достигает в 2016 г. 38%. При этом необходимо отметить, что «в связи с отсутствием нормативно-правового акта, устанавливающего порядок государственного учета жилищного фонда в Российской Федерации, в том числе его государственного технического учета (включая техническую инвентаризацию), официальная статистическая информация за 2013-2016 годы сформирована на основе данных органов местного самоуправления, не по полному кругу единиц учета» [143].

Как видно из рисунка 1.2 уровни газификации России согласно данным ПАО «Газпром» и согласно расчету, исходя из количества квартир по данным Федеральной службы государственной статистики, сильно рознятся (в 2016 г. разница составила 1,6 раза). Это может быть связано с тем, что ПАО «Газпром» включает в статистику только квартиры, которые подлежат газификации и не учитывает те, которые снабжаются электроэнергией и прочими источниками энергии. Также меняется и тенденция роста: уровень газификации по данным ПАО «Газпром» растет, тогда как уровень газификации, пересчитанный на основе информации Росстата, снижается. Тенденция снижения уровня газификации соответствует динамике объема финансирования Газпромом программ газификации, который снизился к 2016 г. до уровня 25 млрд руб. с 33,9 млрд руб. в 2013 г. (снижение составило 26%). Причина такого расхождения оценок может быть связана с различными методиками определения числа квартир, применяемых Росстатом и ПАО «Газпром».

Скорее всего, методика ПАО «Газпром» не учитывает жилой фонд в районах,

14

где отсутствуют возможности подключения к газу и где наблюдаются высокие темпы жилищного строительства [88].

Таблица 1.1

Газораспределение и газификация в России

2012 2013 2014 2015 2016

Протяженность наружных 689,5 716,1 734,0 746,3 760,1

газопроводов, тыс. км

Транспортировка природно- 253,4 248,7 246,7 231,3 208,0

го газа по газораспредели-

тельным системам, млрд м

Потребители:

квартиры и частные домо- 26,0 26,7 27,0 26,8 27,0

владения, млн ед.

промышленные объекты, 21,8 22,6 31,5 32,8 32,9

тыс. ед.

сельскохозяйственные объ- 4,7 5,2 6,5 6,9 7,2

екты, тыс. ед.

котельные, тыс. ед.* 44,3 44,5 X X X

коммунально-бытовые объ- 241,9 255,1 286,9 303,6 312,3

екты, тыс. ед.

Объем финансирования Газ- 33,8 33,9 28,8 27,6 25,0

промом программ газифика-

ции, млрд руб.

Уровень газификации при- 64,4 % 65,3 % 65,4 % 66,2 % 67,2 %

родным газом**, в т. ч.:

города и поселки городского 70,1 % 70,9 % 70,3 % 70,4 % 70,9 %

типа

сельская местность 53,1 % 54,0 % 54,6 % 56,1 % 57,1 %

* В связи с изменением методики учета с 2014 г. количество обслужи-

ваемых котельных учитывается в составе категорий «Промышленные объекты» или «Коммунально-бытовые объекты» в зависимости от вида деятельности организации, заключившей договор на обслуживание объекта.

** Расчет выполнен от объема жилого фонда, фиксированного по состоянию на 2005 г.

Источник: «Справочник. Газпром в цифрах 2012-2016» [152]

Таблица 1.2

Число квартир в Российской Федерации

Год 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Число квартир - всего, млн 57,4 58 58,6 59 59,5 60,1 60,8 61,5 61,3 62,9 64 64,9

Число квартир - (по данным таблицы 1.1), млн 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2

Различие в данных, % 30% 31% 31% 32% 32% 33% 34% 35% 34% 36% 37% 38%

Источник: Росстат, Основные показатели жилищных условий населения [143]

70 | 60

2 50 ш и <о

. 40 а

Ц 30

(б

<о

* 20

0

1 10

т

_, ., , ... ., 62 9 64_64,9

57,4 58 58,6 59 59,5 60,1 6°,8 61,5 61,3 62,9

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Год

Я Число квартир - всего, млн

Число квартир - (по данным таблицы 1.2), млн

Рисунок 1.1 Число квартир в Российской Федерации Источник: Построено по данным Росстата, Основные показатели жилищных условий населения [143] и по данным ПАО «Газпром» [152] Газификация регионов РФ, согласно генеральной схеме развития газовой отрасли на период до 2030 года, осуществляется преимущественно на природном сетевом газе. Вместе с тем, географические особенности регионов России, характер и численность потребителей газового топлива в населенных пунктах ограничивают повсеместное использование сетевого природного га-

0

за. В этом случае, газификация населенных пунктов осуществляется локально с использованием СУГ.

Значительный опыт использования природного газа в Российской Федерации продемонстрировал, что его применение способствует совершенствованию, интенсификации и автоматизации технологических процессов Значительно повысить интенсивность производства и качество продукции удается в результате рационального использования газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств, что также позволяет получить весомый экономический эффект, в результате которого повышается КПД агрегатов и сокращается расход топлива. Применение газа для промышленных установок улучшает условия труда и способствует росту его производительности. Использование природного газа в промышленности позволяет осуществить новые прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы. Также применение газа как топлива позволяет значительно улучшить условия быта населения, повысить санитарно-гигиенический уровень производства и оздоровить воздушный бассейн в городах [35].

Рисунок 1.2 Уровень газификации природным газом согласно данным Федеральной службы государственной статистики и данным ПАО «Газпром»

Источник: Рассчитано по данным [143, 152]

Проблемы газоснабжения в СССР и в Российской Федерации отражены в трудах: Вербицкой В. Р. [14], Забазнова А. И., Еременко Л. И. и Роднянско-го В. М. [28], Конышевой, Л. М. [44], Маленкина И. Ф., Белоусенко В. А. и Поденок С. Е. [55], Медведевой О. Н. [57], Степанова И. Р., Баранник Б. Г. и Зарудней Н. А. [93], Тарасенко В. И. [111]. Вербицкая В. Р. Описывает проблему гражданско-правового регулирования газоснабжения в России [14]. Работа Забазнова А. И., Еременко Л. И и Роднянского В. М. посвящена проблеме транспорта газа в Западной Сибири [28]. Перспективам использования газомоторного топлива в Алтайском Крае посвящен труд Маленкиной И. Ф., Белоусенко В. А. и Поденок С. Е [55]. Степанов И. Р., Баранник Б. Г., Заруд-няя Н. А. занимались оценкой перспектив газификации Кольско-Карельского региона [93]. Тарасенко В. И. изучен вопрос применения телемеханики в газоснабжении России [111].

Темой автономного и регионального газоснабжения в России занимались авторы: Белоусенко В. А., Роднянский В. М. и Шеин Н. М.[8], Медведева О. Н. [58], Никишин Н. В. и Панов М. Я. [64], Стрижко С. В. [106], Суслов Д. Ю. [107], Суслов С. А. [108], Тельнова Т. П. [113], Токунов С. В. [115], Хадиков М. К. и Кумаритов А. М. [118]. Методика практического использования природного газа в качестве моторного топлива на примере одного из районов Московской области описаны в труде Белоусенко В. А., Роднянского В. М. и Шеина Н. М [8]. В работе Медведевой О. Н. рассмотрены вопросы проектирования межпоселковых систем газоснабжения [58]. Функционированием городских систем газоснабжения занимались Никишин Н. В. и Панов М. Я. [64]. В работе Стрижко С. В. освящена тема муниципальных систем газоснабжения [106]. Система газоснабжения с использованием биогаза для сельскохозяйственного предприятия посвящен труд Суслова Д. Ю. [107]. Тельнова Т.П. занималась проблемами источников газоснабжения в Европейском регионе [113]. Токунов С. В. освятил экономико-организационные аспекты проблемы газификации на примере одного из городов Р. Ф. [115].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Спектор Николай Юрьевич, 2018 год

использовании

ресурса;

- безопасность и

относительная

надежность при

использовании

ресурса

Функции различных источников энергоснабжения для конечного потребителя представлены в таблице 1.9.

Использование электроэнергии также возможно практически для всех функций. Однако использование электричества в качестве источника энергии для транспорта требует использования контактной сети, либо аккумуляторов.

В настоящее время аккумуляторы являются дорогостоящими, и такой вид транспорта находится на стадии бурного развития и внедрения, хотя область применения электроэнергии для данной функции является довольно узкой. Транспорт, использующий контактную сеть, имеет ограниченную область применения.

Таблица 1.9

Функции для конечного потребителя

Газ Электроэнергия Природное жидкое и твердое топливо и продукты их переработки Возобновляемые источники

Дизель Мазут, КПТ Уголь, Торф, Горючие сланцы Дрова Фотовольтаика Гелиотермальная энергия Энергия ветра

Отопление + + + + + + +-

Моторное топливо +- +- + +- -+ -+ +- +-

Приготовление пищи + + + + + + +-

Выработка электроэнергии + + + + + + +- +- +

Освещение +

Использование природного жидкого и твердого топлива и продуктов их переработки возможно практически для всех функций. Однако эти виды энергии оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду, что значительно ограничивает сферу их применения. При использовании их для отопления и выработки электроэнергии необходимо обеспечить хранение больших объемов топлива и организовывать своевременный подвоз. Не применимы эти ресурсы только для функции освещения. Также возникают определенные трудности для использования их в качестве моторного топлива. В качестве моторного топлива можно использовать дизельное топливо, мазут, уголь и природный газ. Использование мазута в качестве моторного топлива имеет ограниченное применение (используется только для водного транспорта). Уголь в качестве моторного топлива в настоящее время практически не используется. Перспективным моторным топливом является сжиженный и компримированный природный газ. Так как он значительно дешевле бензина и дизельного топлива. Однако широкое его внедрение ограничено необходимостью использования специального газобаллонного оборудования, что существенно увеличивает стоимость транспортных средств, а так же отсутствием развитой сети заправочных станций.

Существует позитивная мировая практика использования СУГ для газификации сельских поселений [34]. Так американские газовые компании используют следующую схему: они предлагают потребителям поменять все отопительное оборудование на цистерну-газгольдер, вкопанную около дома, не взимая при этом плату с потребителей. Цистерна снабжена датчиком, и когда газ заканчивается, в компанию поступает сигнал, и сотрудники приезжают на место для снабжения цистерны СУГ. При этом наличие клиентов в доме необязательно. Клиентам необходимо оплачивать газ, при этом его стоимость примерно на 20 % ниже сетевого газа и в 2 раза ниже стоимости бензина [34].

В целом для дров характерны такие же недостатки, как и для природного жидкого и твердого топлива и продуктов их переработки. Их использо-

52

вание может оказывать значительное негативное воздействие на окружающую среду, что значительно ограничивает сферу их применения в густонаселенных районах средней полосы европейской части России, для которых характерны условия отсутствия циркуляции воздуха, обеспечивающей очистку от дыма.

Солнечная энергетика позволяет вырабатывать электроэнергию, однако для выполнения этих функций требуются специальные аккумуляторы энергии, так как выработка электроэнергии от солнца не возможна в темное время суток, в пасмурную погоду и в условиях обильного выпадения снега. В настоящее время оборудование для солнечной энергетики имеет высокую стоимость и, кроме того, для получения энергии от солнца необходимы большие площади, так как плотность получения энергии ограничена.

Энергия ветра может непосредственно использоваться только для выработки электроэнергии. Однако применение этого источника ограничено географическим расположением потребителя (многие районы не обладают необходимым показателем среднегодовой скорости ветра). Существует ряд экологических проблем при выработки электроэнергии при помощи ветра: шум, изменение климата, гибель животных и др. [6]. Также как для солнечной энергетики необходимо выделение значительных площадей и накопление энергии в специальных аккумуляторов для обеспечения энергией в период безветрия.

Таким образом, в настоящее время только газ и электроэнергия являются универсальными источниками, которые обеспечивают все функции для конечного потребителя. Остальные источники имеют специфическую область применения, и их использование может быть сопряжено со значительным воздействием на окружающую среду.

1.3 Анализ методов оценки эффективности проектов газоснабжения

Вопросы финансового и экономического анализа инвестиционных проектов рассматриваются в трудах следующих авторов: Беренса В. и Хавранека

53

П. М. [5], Бирмана Г. и Шмидта С. [9], Бланка И. А. [10], Блеха Ю. и Гетце У. [11], Брейли Р. и Майерса С. [12, 121], Бригхема Ю. и Гапенски Л. [13, 122, 123]; Виленский П. Л., Лившица В. Н. и Смоляка С. А. [15], Зубаревой В. Д., Саркисова А. С. и Андреева А. Ф. [33], Divigneau J. C., Prasad R. N. [125]; Van Home J. C. [132] и др. Метод финансового анализа инвестиционного проекта предусматривает моделирование денежных потоков и расчет показателей эффективности. При выборе вариантов основным критерием является ЧДД. Этот критерий является наиболее используемым при проведении оценки инвестиционных проектов.

Кроме финансового анализа существуют и другие методы оценки проектов [1,31, 37, 38, 41, 62, 127, 128, 130]: анализ затраты-эффективность, многокритериальный анализ и анализ воздействия на экономику в целом. Эти подходы не могут заменить финансовый анализ, но могут рассматриваться как важные дополнения к нему. В ряде случаев, когда использование финансового анализа невозможно, данные методы могут быть применены в качестве инструмента принятия решений. Так как данные методы сложно стандартизировать, то при их использовании должны привлекаться высококвалифицированные специалисты. Кроме того, при применении данных методов необходимо учитывать специфику стран и регионов, а также отраслевые особенности. Поэтому оценка с помощью данных методов является более сложной.

Анализ затраты-эффективность применяется для сравнения альтернативных вариантов проектов, имеющих единственный эффект, который может отличаться по величине, и его трудно оценить в денежном эквиваленте. Он направлен на выбор проекта, который для определенного уровня эффекта от проекта имеет минимальную текущую стоимость затрат, или для данного уровня затрат имеет максимальный эффект. Результаты анализа затраты-эффективность могут быть полезны для проектов, выгоды от которых очень сложно или невозможно оценить в денежной форме, в то время как затраты

могут быть посчитаны достаточно точно. Данный метод часто применяется

54

при экономической оценке социально значимых программ, например, развития здравоохранения, развития научных исследованиях, образовательных, а также экологических проектах. В качестве показателей могут использоваться: затраты на получение одного патента, затраты на подготовку одного студента, затраты на сокращение одной тонны выбросов и т. д. В целом, анализ затраты-эффективность решает проблему оптимизации ресурсов и может осуществляться в 2-х формах:

- фиксирование бюджета для реализации альтернативных вариантов проектов. Выбор варианта осуществляется путем максимизации показателей эффективности Е;

- фиксирование значения уровня эффективности, которого необходимо добиться. Выбор варианта осуществляется путем минимизации затрат С.

В то же время можно легко сопоставить отношения затрат к прибыли С / Е для каждой альтернативы, правильное сопоставление основано на соотношениях дополнительных затрат к дополнительным результатам, поскольку это показывает, сколько потрачено дополнительно. В частности, когда альтернативные проекты являются конкурирующими и взаимоисключающими, необходим дополнительный анализ для ранжирования проектов и выделения наиболее эффективного варианта.

В целом анализ затраты-эффективность проводится для проверки нулевой гипотезы о том, что средняя экономическая эффективность проекта а отличается от средней экономической эффективности какого-либо конкурирующего проекта Ь. Для этого определяется следующее отношение:

С - С АС Я = Са Сь = —, (1.1)

Еа - Еь АЕ к }

которое определяет дополнительные затраты на единицу дополнительного результата.

В то время как оценка затрат та же, что и финансового анализа, оценка эффективности зависит от типа выгод. Примером оценки эффективности, ис-

пользованной в анализе рентабельности могут послужить результаты тестов в образовании.

Когда проект а одновременно более эффективен и требует меньше затрат, чем проекта Ь (Са - СЬ < 0 и Еа - ЕЬ > 0), то проект а доминирует над проектом Ь. В этом случае нет необходимости рассчитывать Я, потому что решение выбора стратегии очевидно. Хотя, во многих случаях проект может быть более (или менее) затратный и более (или менее) эффективный, чем его альтернатива (альтернативы) (Са - СЬ > 0 и Еа - ЕЬ > 0, или Са - СЬ < 0 и Еа — ЕЬ < 0). В этой ситуации коэффициенты рентабельности для приростов Я позволяют ранжировать рассматриваемые проекты.

На практике анализ затраты-эффективность позволяет исключать те варианты, которые не являются технически эффективными (поскольку существуют доминирующие их варианты), а для остальных проектов выбор будет зависеть от размера бюджета. Предложения с самыми низкими дополнительными затратами должны быть приняты в первую очередь до тех пор, пока бюджет не будет исчерпан.

Таким образом, анализ затраты-эффективность является инструментом сравнения проектов, когда применимо только одно измерение выгод. Этот аспект значительно ограничивает область применения данного метода: в большинстве случаев проекты имеют множество различных эффектов. Кроме того, при оценке выгод может оцениваться только техническая эффективность, а не эффективность использования ресурсов. Единственный случай, в котором анализ затраты-эффективность может быть близок к финансовому анализу, когда показатель эффективности отражает все социальные выгоды, предоставляемые определенным проектом. Например, в программах здравоохранения «спасенные жизни», можно считать всеобъемлющей мерой социальных выгод. Фактически, когда назначается денежная стоимость человеческой жизни (стоимость среднестатистической жизни, ССЖ) в здравоохране-

нии, на транспорте или в некоторых экологических проектах, то происходит возврат к стандартному анализу выгоды-затраты.

Многокритериальный анализ является семейством алгоритмов, используемых для выбора из альтернатив, которые характеризуются различными критериями, имеющими различную значимость. В отличие от экономического анализа, который фокусируется на одном критерии (максимизация социального благосостояния), многокритериальный анализ - это инструмент для работы с набором различных целей, которые не могут быть агрегированы посредством теневых цен и иных показателей в стоимостную форму.

Существует много подходов к многокритериальному анализу. Один возможный подходом реализуется следующим образом:

- цели должны быть выражены в измеряемых переменных. Они не должны быть избыточными. При этом более полное достижение одних целей может приводить к снижению других показателей;

- после определения «вектора целей», должна быть использована техника для агрегирования информации и принятия решения;

- целям должны быть назначены весовые коэффициенты, характеризующие относительную их важность, которая приписывается лицом, принимающим решение;

- определение оценочных критериев. Эти критерии могут относиться к приоритетам различных вовлеченных в проект сторон или они могут ссылаться на конкретные аспекты оценки. Результаты могут быть как качественными, так и количественными;

- оценочные критерии нормализуются с целью обеспечения возможности получения оценки в виде взвешенных сумм для каждого варианта. Эти суммы сравниваются между собой с целью выбора наилучшего варианта.

Необходимо отметить, что выбор критериев оценки и придание им весов носит очень субъективный характер, поэтому необходимо проявлять осторожность при интерпретации результатов.

Анализ экономического воздействия проводится для крупных проектов, включая прогнозируемое воздействие на соответствующий сектор экономики и на социально-экономическое положение страны и/или региона, а при необходимости и других стран.

Социально-экономическая составляющая касается качественных показателей воздействия проекта на национальном, региональном или отраслевом уровнях, в отличие от финансового анализа, который по своей сути является микроэкономическим подходом. Общее социальное воздействие оценивается при помощи показателей экономического анализа. Когда рассматриваются мега проекты, то принимаются во внимание, что они с большей вероятностью будут оказывать макроэкономическое воздействие. При этом меняют теневые цены, используемые при проведении экономического анализа. В таких случаях оценка экономического воздействия может быть проведена как дополнение к финансовому анализу.

Анализ экономического воздействия является инструментом оценки воздействия данного проекта или программы на социально-экономическую среду. Такой анализ фокусируется на макроэкономических показателях и прогнозирует влияние проекта на эти показатели. Результаты анализа экономического воздействия часто определяют необходимость предоставления государственной поддержки на основе экономических выгод для данной области.

Анализ экономического воздействия рекомендуется в качестве дополняющего инструмента к финансовому анализу, потому что анализ экономического воздействия предоставляет дополнительную информацию, которую не способен выявить финансовый анализ, например, влияние на региональную торговлю, влияние на рост ВВП и т. д. [127].

Глазкова И. Ю. [20] рассматривает вопросы оценки эффективности социально-значимых инвестиционных проектов на основе сценарно-имитационного подхода и построения причинно-следственных диаграмм,

описывающих воспроизводство основного и оборотного капитала инвести-

58

ционного проекта. При оценке учитываются не только социальные и бюджетные последствия, связанные с реализацией проекта, но и такие вопросы как интересы будущих поколений и повышения уровня и качества жизни населения. Однако в качестве критерия сравнения вариантов предлагается использовать рейтинговую оценку, что вносит субъективизм в процесс принятия решений.

Тверитнева Н. Н. [112] в работе оценивает экономическую эффективность инвестиций в инновационную деятельность с целью улучшения экологической обстановки в мегаполисах. Были сформированы возможности развития инвестиционной деятельности в России, обоснованы главные направления политики инвестиционного предпринимательства, обоснована необходимость экологического анализа при оценке инновационных инвестиций, также предложены методы экономической оценки инвестиций в инновационную деятельность с целью улучшения экологической обстановки в мегаполисах.

Мельников Р. М. [62] рассматривает вопросы оценки эффективности общественно значимых инвестиционных проектов методом анализа издержек и выгод, которые во многом повторяют методы, предлагаемые в рекомендациях [127].

Кочегарова Л. Г. [47] рассматривает управление региональными инвестиционными процессами, в основе которого лежит классификация инвестиций по целям участников (ориентация на достижение экономической либо социальной эффективности). В качестве критерия выбора инвестиционных проектов предлагается использовать специальный рейтинг привлекательности, в основе которого лежат территориально-отраслевые параметры проекта.

Проведенный анализ методов оценки эффективности проектов газификации показывает, что при обосновании целесообразности их осуществления и выборе варианта газификации необходимо использовать 2 основные группы критериев:

- критерии финансовой (коммерческой) эффективности, которые отражают интересы непосредственных участников проекта;

- критерии экономической (общественной) эффективности, которые позволяют оценить влияние проекта на экономику страны в целом.

Очевидно, что в ряде случаев данные критерии могут вступать в противоречие. Проекты эффективные с экономической точки зрения, могут быть не рентабельны с финансовой и наоборот. Поэтому целью государственной политики в области газификации является создание таких условий и стимулов, при которых эти противоречия будут минимальными.

Таким образом, проведенный анализ публикаций, посвященных вопросам газоснабжения показывает, что вопросы оценки экономической эффективности вариантов газоснабжения сельских муниципальных образований недостаточно проработаны, поэтому основными задачами исследования должны стать следующие:

- разработка модели денежных потоков проекта газификации для проведения финансового и экономического анализа;

- построение областей эффективной реализации проектов газификации;

- разработка процедуры выбора вариантов газификации сельских муниципальных образований;

- применение разработанных методов для решение практических задач развития систем газоснабжения сельских муниципальных образований.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

Оценка эффективности проекта должна проводиться с точки зрения всех его участников и лиц, на которых данный проект оказывает прямое или косвенное воздействие. В качестве участников проекта будем рассматривать: поставщиков энергии, владельцев газораспределительных сетей, сбытовых компаний, конечных потребителей. Анализ эффективности проекта, проводимый с точки зрения его непосредственных участников, будем называть финансовым или коммерческим анализом [46, 33]. Для оценки влияния проекта на экономику региона и страны в целом проводится экономический анализ. В настоящее время предприятия, занимающиеся развитием сетей газоснабжения, не заинтересованы с коммерческой точки зрения в реализации подобных проектов, они носят характер социальных обязательств перед населением и не приносят высоких доходов. Поэтому при коммерческом анализе эффективными признаются гораздо меньшее число проектов, чем при экономическом анализе. Однако подобная ситуация может измениться в ближайшей перспективе. В последнее время происходит сокращение потребления у стран-экспортеров газа, в то же время происходит падение цен на газ. Это все приводит к необходимости расширения рынка потребления газа внутри страны за счет развития сетей газоснабжения. При экономическом анализе используются цены на продукты и ресурсы, отличающиеся от цен коммерческого анализа, а также учитываются экстерналии. Для проектов газификации экстерналии, как правило, являются позитивными, например, экологические выгоды, социальные выгоды, улучшение качества жизни населения и экономической деятельности в регионе и др. Поэтому при экономическом анализе в область эффективности попадают проекты, расположенные на достаточно отдаленном расстоянии от источника энергии, реализация кото-

рых с коммерческой точки зрения будет нецелесообразной. Для остальных потребителей, не вошедших в область эффективности необходимо искать другие альтернативные варианты получения энергии.

Существуют различные способы газификации населенных пунктов:

- сетевой газ;

- СУГ;

- СПГ;

- КПГ.

Вариант сетевого газа требует строительства газопровода-отвода от магистрального газопровода. Природный газ под высоким давлением по газопроводу-отводу подается в ГРС (газораспределительный пункт - ГРП), где редуцируется до низкого давления и подается в распределительную сеть населенного пункта.

Вариант СУГ требует наличия газонаполнительных станций, откуда газ развозится либо непосредственно индивидуальным потребителям, либо на групповые резервуарные установки, откуда подается в распределительную сеть населенного пункта.

В варианте СПГ строится завод по производству сжиженного метана, расположенный вблизи магистрального газопровода, морского или речного терминала, ГРС и др. [59]. Транспортировка СПГ конечным потребителям происходит железнодорожным, морским, речным или автомобильным транспортом в криогенных теплоизолированных емкостях от терминального комплекса хранения СПГ до локальных саттелитных станций СПГ, находящихся рядом с потребителем. Такой способ подачи СПГ имеет название «виртуальный трубопровод» [3].

Газификация населенных пунктов с помощью СПГ может быть реализована двумя способами:

- СПГ поставляется каждому потребителю индивидуально и затем им используется;

- СПГ поставляется в опорный пункт энергоснабжения [59], затем переводится в газообразное состояние посредством испарителя-регазификатора и направляется в газообразном состоянии в локальную газораспределительную систему.

Вариант КПГ требует строительства компрессорных станций, на которых газ сжимается до высокого давления и закачивается в резервуары, которые транспортируются потребителю с использованием различных средств транспорта. После транспортировки газ поступает в распределительную сеть. Данный способ сопряжен с необходимостью применять резервуары высокого давления и, поэтому, является менее безопасным по сравнению с другими способами.

Анализ вариантов СПГ и КПГ, проведенный в работах [124, 131] показал, что:

- использование СПГ требует создания буферных резервуаров для хранения СПГ у потребителя, поставки осуществляются периодически, а для использования КПГ необходимо доставлять емкости с газом, которые должны находиться у потребителя;

- получение КПГ требует более простых технологий и меньше затрат энергии;

- загрузка и выгрузка СПГ более удобная и безопасная, так как для КПГ существуют высокие риски, связанные со взрывами газа;

- для хранения СПГ применяются надежные технологии, которые практически отсутствуют для хранения КПГ;

- при транспортировке СПГ требуются резервуары, выдерживающие более низкое давление, чем КПГ. Транспортировка СПГ требует меньшее число транспортных средств, так как СПГ занимает меньший объем (в 1 м СПГ содержится примерно 600 м газа при нормальных условиях, а в КПГ коэффициент сжатия составляет от 100 до 200 единиц), однако транспортировка СПГ требует специальных криогенных установок, которые имеют высокую стоимость;

- КПГ может быть использован только для достаточно небольших объемов газа, а СПГ применим для широкого диапазона объемов потребления газа;

- СПГ позволяет обеспечить более высокий уровень безопасности по сравнению с КПГ, для которого из-за высокого давления газа существует риск взрыва, кроме того, отсутствуют технологии для транспортировки больших объемов КПГ.

2.1 Разработка модели денежных потоков проектов газификации для финансового анализа

Для проектов с использованием сетевого газа денежные потоки ДП газовой компании определяются следующим образом [33]:

ДП (г) = В (г) - КВ(г) - Зэ(г) - Н (г), (2.1)

где КВ - капитальные вложения компании, Зэ - эксплуатационные затраты,

Н - налоги, которые компания платит государству, В - и выручка, которую компания получает от потребителя.

В свою очередь, потребителей можно охарактеризовать следующими параметрами:

1) установленная мощность (расчетный расход газа);

2) расстояние до источника энергии (газа) - Ь;

3) число точек подключения - п.

Установленная мощность определяет максимальную мощность (максимальный расход газа), которая может быть получена потребителем. Фактически потребляемый объем энергии является показателем непостоянным, динамично меняющийся в зависимости от погодных условий, от сезона, дня недели, образа жизни людей и времени суток. Есть 3 вида динамики колебаний установленной мощности: сезонная, недельная и суточная. Как показывают проведенные исследования [35], в сезонном графике потребления газа максимальный расход приходится на холодные зимние месяцы. В недельном графике потребления газа максимальный расход приходится на субботу, а

64

минимальный - на воскресенье. В суточной динамике выделяется 3 пика: примерно в 8 часов утра, в 13 часов и в 19 часов.

Проведенный анализ факторов, влияющих на стоимость проектов газоснабжения, показывает, что основными здесь являются установленная мощность (расчетный расход газа) и расстояние до источника энергии.

Определение расчетных расходов газа

Объемы потребления газа зависят от множества факторов (погодные условия, время суток, сезон, характер использования и др.), которые носят случайный характер. Так как возможности по созданию запасов газа в сети и у потребителей ограничены, то существует жесткая зависимость между объемами транспортировки газа в сети и расходом газа потребителями. Это связано с тем, что городские сети не имеют собственных накапливающих емкостей, а сами газовые сети имеют очень малую емкость. Как известно [35] для стабильного функционирования газовой системы необходимо чтобы почасовая подача газа четко соотносилась с потреблением. В случае излишней подачи газа, сеть не примет лишний объем газа, а недодача газа приведет к падению давления в сетях и перебоям в газоснабжении. В соответствии с этим пропускную способность газовых сетей необходимо рассчитывать на пиковые, максимально часовые расходы газа [35, стр. 61]. Существенная неравномерность в потреблении газа приводит к тому что значительная часть календарного времени оборудование газовых сетей функционирует не с максимальной проектной производительностью, что приводит к значительному увеличению затрат на создание сетей и их обслуживание. Так как система требует больших затрат, а также металлоемкости, то максимальные часовые расходы газа должны быть четко обоснованы на основе анализа статистической информации о влиянии различных факторов на объемы потребления газа. Максимальные часовые расходы газа для газовых систем любых назначений и давлений можно определить по известной формуле [35, с. 61]:

О _ Кч.г.макс. бг. _ Qг. (2 2)

Х--ч.макс. т л л^г ' V /

24•365 т

где макс - максимальный часовой расчетный расход газа; м3/ч, бг - годовое потребление газа, м3/год; Кчгмакс - максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления за год; т - число часов использования максимума, определяемое по выражению [35, с. 61].

24•365

т _ к— • (23)

ч.г. макс.

Если бы потребление газа в течение года было бы постоянным и равнялось максимальному часовому расходу, то годовой расход полностью потребили бы в т часов. В свою очередь, коэффициент часового максимума - есть величина, обратная т.

С помощью газовых сетей газ доставляется к различным видам потребителям, которые имеют совершенно разный режим потребления. Многие потребители, к примеру, заводы, имеют более-менее четкий график потребления. Однако даже у них объем потребления зависит от многих внешних факторов, и запланированные графики потребления могут существенно отклоняться от фактических. Например, у заводов может меняться технология производства, в связи с чем, меняется и режим потребления газа; а режим потребления котельных зависит от температурного режима воздуха, скорости ветра и относительной влажности. Потребителями с самым неравномерным графиком потребления газа являются жилые дома. То есть, режим потребления газа имеет стохастическую природу. Имеет случайный характер и зависимость числа часов использования максимума от числа потребителей, получающих газ из данного газопровода. Как известно, чем меньше потребителей, которые подключены к газопроводу, тем меньше (при прочих равных условиях) число часов использования максимума (т) и больше расчетный расход [35, с. 63]. При расчете объемов потребления газа на хозяйственно-бытовые нужды рекомендуется использовать следующие значения часов использова-

ния максимума (таблица 2.1) [80], либо используют коэффициент часового максимума - Кт для пересчета годового расхода в часовой (значения Кт обратная величина числу часов использования максимума, например для 1 тыс. жителей Кт = 1/1800) [82].

Таблица 2.1

Значения часов использования максимума (СНиП 2.04.08 - 87)

Число жителей, снабжаемых газом от сети, тыс. чел. Число часов использования максимума т, ч/год

1 1800

2 2000

3 2050

5 2100

10 2200

20 2300

30 2400

40 2500

50 2600

100 2800

300 3000

500 3300

750 3500

1000 3700

2000 и более 4700

Источник: [80]

Число часов использования максимума для коммунальных предприятий представлено в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Число часов использования максимума для коммунальных предприятий

Предприятие Число часов использования максимума т, ч/год Примечание

Бани 2700 С учетом расхода на отопление и вентиляцию

Прачечные; 2900 С учетом расхода на отопление и вентиляцию

Предприятия общественного питания 2000 Без учета расхода на отопление и вентиляцию

Хлебопекарные предприятия 6000 Без учета расхода на отопление и вентиляцию

Источник: [35, с. 64] Число часов использования максимума для предприятий промышленного производства зависит от ряда параметров: технологический процесс, тип производства, количество рабочих, число рабочих смен.

Для отопительных котельных этот показатель (т) высчитывается по формуле:

/ _ /ср.°(

т = 24по( ——-—, (2.4)

^В _ 1ц.о

где ¿по - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, градусы С.

Число часов использования максимума т напрямую связано с показателем максимального коэффициента часовой неравномерности потребления за год Кцгмакс. Для множества потребителей значение Кцгмакс. удобнее высчитывать по суточной, сезонной и годовой неравномерностям. Каждый из этих показателей характеризуется своим коэффициентом неравномерности. Найдем взаимосвязь между этими коэффициентами и показателем Кч г макс. Сезонная неравномерность Среднесуточный расход газа за год £>сР.сут.год:

О _0год (2 5)

ср.сут.год 365 ' V /

где О.оод - годовое потребление газа

Среднесуточный расход газа за месяц максимального потребления Осрсутжслшкс определится через максимальный коэффициент месячной неравномерности за год Км

макс.м.г. '

К _ Оср .сут.мес.макс. /2 /-\

макс.м.г. ' \ ' '

¿--ср.сут.год

О _ К Огод (2 7)

Х--ср.сут.мес.макс. макс.м.г. 365 ' \ '

Суточная неравномерность

Максимальный суточный расход за месяц максимального потребления газа Ошжс.сут.же.шжс. определится через максимальный коэффициент суточной неравномерности за месяц Км

макс.с.м. '

К _ 0макс.сут.мес.макс. (2 о)

макс.с. м. ^ ' V ' /

с

^ ср. сут. мес. макс.

0 _ О _ К • К 0год _ К 0год (2 9)

макс.сут.год ¿¿макс.сут.мес.макс. макс.с.м. макс.м.г. 365 макс.с.г. 365 ' V /

Часовая неравномерность за сутки

Среднечасовой расход за сутки максимального потребления

Ор .час.макс.сут.год '

_ ^^макс сут .год /у.

ср.час. макс.сут.год 24 ' У " /

Максимально-часовой расход в сутки максимального потребления

Омакс.час.макс.сут.год определится через коэффициент часовой неравномерности за сутки Кмакс.ч.с.:

К __вмакс.час.макс.сут.год _ о

макс.ч.с. у^. у^. макс.час. макс.сут.год

¿-■ср.час. макс.сут.год^ макс.час. год

_ К • К • К 0год

макс.час.сут. макс.сут.м. макс.м.год. 365 24

(2.11)

В итоге:

0_ К • К • К °год _ К @год (2 1 2)

'¡-умакс.ч.г. макс.час.сут. макс.сут.м. макс.м.год. 8760 макс.ч.г. 8760 ' ^ '

или

К _ К • К (2 13)

макс.ч.г. макс.сут.м. макс.м.год. ' \ ' '

Максимальный коэффициент суточной неравномерности в год Кмакссутгод [35, с. 64-65]:

К _ К • К (2 14)

макс.сут.год. макс.сут.м. макс.м.год. ' \ ' '

Определение расчетных расходов газа для внутридомовых газопроводов и квартальных газовых сетей

Режим потребления газа в квартирах - процесс случайный. С увеличением числа квартир, присоединяемых к газопроводу, график нагрузки уплотняется и приобретает более равномерный характер, что приводит к уменьшению коэффициента неравномерности.

Для определения максимально часовых расходов газа существует 2 метода. Первый метод заключается в определении коэффициента одновремен-

К

ности включения газовых приборов в пик подключения 0. Второй метод заключается в определении коэффициентов неравномерности как отношение

максимально часового расхода газа к среднечасовому за год. Благодаря взаимосвязи этих коэффициентов можно по одному определить другой. Первый метод расчета:

О, ^КОномК,, (2.15)

1

где К0 - коэффициент одновременности работы однотипных приборов или однотипных групп приборов, который берется для общего числа групп при-

п

боров ^ Ы1, для жилых зданий это общее число квартир; п - число типов

1

приборов или однотипных групп приборов; Онош - номинальный расход газа прибором или группой приборов; - число однотипных приборов или групп приборов.

Второй метод расчета:

пО

0_ ^ К год.кв. N (2 16)

п / 1 макс .час .год. о п г г\ I ' \ ' '

1 8760

где Кмакс час год - максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления газа за год. Зависит от характера использования газа в квартире,

п

населенности квартиры и общего числа квартир ^ Ы1; Огод кв - годовое по-

1

требление газа жильцами квартиры; - число квартир типа /; п - число типов квартир.

Определение расчетных расходов газа можно осуществлять с использованием коэффициентов часового максимума. Пример.

Определить расчетный расход газа для газопровода, который транспортирует газ в 20 трехкомнатных квартир (площадью по 60 м ) и в 30 однокомнатных (площадью по 25 м2). Норма жилой площади 20 м2 на 1 чел. Теплота сгорания газа: Осн.= 36000 кДж/м3. Решение:

Годовые расходы газа:

А) Для трехкомнатной квартиры:

2800000 60 3

--_ 233,3 м3, (2.17)

36000 20

Б) Для однокомнатной квартиры:

2800000.25 _ 97,2 л/3, (2.18)

36000 20

где 2800000 кДж - годовое потребление газа одним человеком на приготовление пищи.

По СП 62 [82] на 1 квартиру, где установлена газовая плита и есть централизованное горячее водоснабжение предусмотрено 4100МДж/год, а нормы потребления газа на одного человека нет. Расход газа на приборы, установленные в квартирах, должен определяться с учетом коэффициента одновременности действия приборов.

Коэффициенты неравномерности Кмаксчасгод для 50 квартир:

А) Для трехкомнатных квартир Кмаксчасгод = 10,03; б) Для однокомнатных квартир КМакс.час.год. = 11,903;

3) Расчетный расход газа:

233 3 97 2

0„ _ 10,03--—20 +11,903-2—30 _ 9,31м3 / час. (2.19)

р 24•365 24•365

Для того чтобы определить суммарный максимальный часовой расход газа, была построена регрессионная зависимость коэффициента неравномерности от числа жителей. При построении этой зависимости использовались значения коэффициентов неравномерности для конкретного числа жителей, представленные в работе [35, стр.69]. На рисунке 2.1 приведена построенная точечная диаграмма коэффициентов неравномерности по данным [35], а также регрессионная зависимость в виде степенной функции. Таким образом, коэффициент неравномерности для произвольного числа жителей определяется по формуле: Кмакс .час. год. _ 30,502n0,277 , где Кмакс.час.год - к°эффЩиент не-

равномерности, а п - число жителей. Значение коэффициента детерминации Я2 близкое к 1 свидетельствует о высоком качестве построенной регрессионной зависимости. Поэтому по данной формуле будем рассчитывать значение коэффициента неравномерности для определенного числа жителей.

Зависимость коэффициента неравномерности от числа жителей представлена в таблице 2.3 и на рисунке 2.1.

При оценке эффективности рассматриваются потоки от инвестиционной и операционной деятельности предприятия, осуществляющего строительство и эксплуатацию газораспределительных сетей низкого давления [33].

Основными параметрами, оказывающими влияние на выбор проектных решений и денежные потоки, являются: удаленность потребителя от источника газа (магистрального газопровода, газового месторождения и др.); объемы потребления газа и степень его неравномерности, которые определяются числом потребителей.

Инвестиционные потоки для варианта использования сетевого газа рассчитываются следующим образом:

ип(г) _ -КВ(г) _ -КВ^ (г) - квг (г), (2.20)

где ИП ( г) - инвестиционные потоки; КВ ( г) - капитальные вложения; КВГРС (?) - капитальные вложения в газораспределительные станции; КВГ (?) - капитальные вложения в газопровод; - время.

КВгрс (?) _ Омакс.час. (п) • ЦГРС '¿(0, (2.21)

где Ома™ час (п) - зависимость суммарного максимального часового расхода газа от числа жителей п; ЦГРС- удельные затраты на строительство ГРС; ¿(0) _ 1, д(г) _ 0 для г> 0.

Затраты на строительство газопровода включают в себя затраты на трубы и на их укладку. Затраты на трубы определяются как произведение

длины газопровода на цену за метр. Аналогично, затраты на укладку определяются как произведение длины газопровода на удельную стоимость его укладки:

КВГ(t) = (Цт(d) + Зу (d)) • L • S(t), (2.22)

где Цт (d) - зависимость цены труб газопровода от диаметра d; Зу (d) - зависимость удельной стоимости укладки от диаметра d; L - длина газопровода.

Диаметр газопровода d(QMaKC час) зависит от максимального часового расхода газа QMaKC час . Для того чтобы определить суммарный максимальный

часовой расход газа, была построена регрессионная зависимость коэффициента неравномерности от числа жителей в виде степенной функции:

К = 30,502 • и°,277. (2.23)

макс.час.г. ' V /

При определении значений годовых расходов на одного человека для приготовления пищи и горячей воды использовались данные СНиП 2.04.0887 [80]. Затем, определяется значение годовых расходов на определенное количество человек. Для вычисления максимального часового расхода газа на отопление зданий использовались данные СНиП 2.04.08-87 [80]. Например,

при минимальной температуре окружающей среды t = -25°С при отоплении

2 2 1 м здания будет тратиться мощность равная 100 Вт/м . При этих условиях

часовой расход газа составит 360 000 Дж/ч/м кв.

= 0,36 МДж/ч/м . При теплоте сгорания газа равной 36 000 кДж/м часовой расход газа составит

32

0,01 м /ч/м . При расчете суммарного расхода газа использовалось значение нормы площади жилья на одного человека равное 20 м . В результате, максимальный часовой расход газа на отопление здания при t = -25 градусов будет определяться по формуле:

Qm«.^. = 0,01м3 / час. / м2 • 20м2 • n, (2.24)

где n - число жителей.

Зависимость коэффициента неравномерности от числа жителей

Число жителей Коэффициент неравномерности [35] Коэффициент неравномерности (регрессионная зависимость)

10 15,282 16,119

15 13,726 14,406

20 13,191 13,303

30 11,903 11,890

40 11,22 10,979

50 10,572 10,321

60 10,113 9,813

70 9,694 9,402

80 9,429 9,061

90 8,896 8,770

100 8,553 8,518

400 6,462 5,802

Источник: рассчитано с использованием данных [35]

Число жителей, чел.

Рисунок 2.1 Зависимость коэффициента неравномерности от числа жителей Источник: построено на основе данных [35] В таблице 2.4 приведены результаты расчетов зависимости максимального расхода газа от числа жителей.

Зависимость максимального расхода газа от числа жителей

Число жителей Годовой расход для приготовления пищи (МДж/год) Годовой расход для горячей воды (МДж/год) Годовой расход для приготовления пищи и горячей воды (МДж) Максимальный часовой расход на отопление зданий при 1 = -25 С(МДж/ч) Суммарный максимальный расход газа в час (м3/час)

10 28000 80000 108000 2 7,5

15 42000 120000 162000 3 10,4

20 56000 160000 216000 4 13,1

30 84000 240000 324000 6 18,2

40 112000 320000 432000 8 23,0

50 140000 400000 540000 10 27,7

60 168000 480000 648000 12 32,2

70 196000 560000 756000 14 36,5

80 224000 640000 864000 16 40,8

90 252000 720000 972000 18 45,0

100 280000 800000 1080000 20 49,2

400 1120000 3200000 4320000 80 159,5

Для выполнения гидравлического расчета газопроводов внутренний диаметр газопроводов определяется по формуле:

п

аврД;

АРд

уд

(2.25)

где й - расчетный внутренний диаметр, см; А - коэффициент, зависящий от

106

категории сети. Для сети низкого давления А =-- = 626, для сети средне-

162 л

Р

го и высокого давления А =-0—-, Р0 = 0,101325 МПа; Рт - усредненное

Рт -162л

т

абсолютное давление газа в сети, МПа; В, п, т - коэффициенты, зависящие

76

от материала газопровода; р0 - плотность природного газа при нормальных условиях (от 0,68 до 0,85 кг/м3). В природном газе основной компонент метан его плотность при нормальных условиях 0,7168 кг/м . Остальные компоненты природного газа более тяжелые, поэтому можно написать плотность по метану.

Зависимость максимального расхода газа от числа жителей можно рассчитать аналогичным образом с использованием СНиП 42-01-2003 [81], где норма годового расхода газа дается не на человека, а на квартиру в зависимости от установленных приборов и наличия централизованного теплоснабжения.

Для стальных труб В = 0,022, т = 2, п = 5, для полиэтиленовых -В = 0,0446, т = 1,75, п = 4,75; О - расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях; АРуд - удельные потери давления (Па/м - для сетей низкого давления, МПа/м - для сетей среднего и высокого давления), определяемые по формуле:

ЛР

АРуд _ -¡^, (2.26)

где ЛРдоп - допустимые потери давления (Па - для сетей низкого давления,

МПа - для сетей среднего и высокого давления); Ь - расстояние до самой удаленной точки, м.

Для определения зависимости стоимости трубопровода из полиэтиленовых труб от диаметра были использованы данные из каталога производителя [145]. С их помощью была построена регрессия (таблица 2.5, рисунок 2.2):

ЦТ (а) _ 2,3844а2 +1,2637а . (2.27)

Стоимость трубопровода из полиэтиленовых труб

а, см Фактическая цена, руб./м Цена, рассчитанная с помощью регрессии, руб./м

6,3 98,32 102,60

7,5 141,60 143,60

9 200,60 204,51

11 296,18 302,41

12,5 388,22 388,36

14 488,52 485,03

16 621,86 630,63

18 796,50 795,29

20 987,66 979,03

22,5 1221,30 1235,54

25 1543,44 1521,84

28 1922,22 1904,75

31,5 2384,78 2405,73

Источник: [145]

^ см

Рисунок 2.2 Регрессионная зависимость стоимости трубопровода из полиэтиленовых труб от диаметра Источник: составлено с использованием данных [145]

Для определения зависимости стоимости трубопровода из стальных труб от диаметра и толщины стенки были построены 3 вида регрессионной зависимости на основе данных из каталога производителя [146] (таблица 2.6, рис. 2.3):

где а = 5,553058, а2 = 8908, И - толщина стенки, мм.

Наименьшую ошибку аппроксимации дает 2-ой тип регрессионной зависимости. Следующая по точности модель - первая, наименее точная - третья. Так как для использования второй модели требуются данные о толщине стенки, то для проведения расчетов целесообразно использовать первый вариант регрессии.

Для того чтобы узнать стоимость трубопровода из стальных труб в зависимости от диаметра, были взяты данные из каталога [146]. Затем был построен график регрессии (рисунок 2.3), и построена полиноминальная линия тренда, по которой, исходя из формулы:

ЦТ (й) = ай2 + Ьй, где а = 1,5667, Ь = 20,606, а2 = 2424,

ЦТ (й, И) = аИй + ЬИ2, где а = 8,57747758, Ь = 0,04376753, а2= 731,

ЦТ (й, И) = а (Ий + И2),

(2.28)

(2.29)

(2.30)

ЦТ (й) = 0,8132й2 + 9,6629й, была посчитана стоимость (таблица 2.6).

(2.31)

Стоимость трубопровода из стальных труб

Цена, рас- Цена, рас-

считанная с считанная с

Фактиче- Цена, рассчитанная помощью помощью

ская цена, с помощью регрес- регрессии, регрессии,

руб./м сии, руб./м руб./м руб./м

а ,см к ,мм [146] (ай2 + ьй) (акй + Ьк2) (а (кй + к2)

1,5 2,5 38,70 34,43 32,44 55,53

1,5 2,8 42,12 34,43 36,37 66,86

2 2,5 47,83 47,48 43,16 62,47

2 2,8 52,39 47,48 48,38 74,63

2,5 2,8 63,14 61,31 60,39 82,41

2,5 3,2 69,63 61,31 69,07 101,29

3,2 2,8 78,79 81,98 77,20 93,29

3,2 3,2 86,37 81,98 88,28 113,73

4 3 103,37 107,49 103,32 116,61

4 3,5 113,75 107,49 120,62 145,77

5 3 127,41 142,20 129,06 133,27

5 3,5 139,90 142,20 150,64 165,20

6,5 3,2 190,92 200,13 178,86 172,37

6,5 4 223,12 200,13 223,71 233,23

8 3,5 234,18 265,12 240,71 223,51

8 4 271,62 265,12 275,18 266,55

10 4 357,80 362,73 343,80 310,97

10 4,5 380,15 362,73 386,87 362,34

Источник: рассчитано с использованием данных [146]

^ см

Рисунок 2.3 Регрессионная зависимость стоимости трубопровода из стальных

труб от диаметра Источник: построено с использованием данных [146]

Диаметр трубопровода определялся по формуле [45, с. 148]:

йР

п

АВ"& , (2.32)

АРуд уд

где й - расчетный внутренний диаметр, см; А - коэффициент, зависящий от категории сети, В, п, т - коэффициенты, зависящие от материала газопровода (для стальных: В =0,022, т =2, п =5; для полиэтиленовых: В =0,0446, т =1,75, п =4,75); &максчас - расчетный расход газа, м3/ч, р0 - плотность газа

при нормальных условиях, кг/м3. Для сети низкого давления:

106

А =--. (2.33)

162 л

Для сети среднего и высокого давления:

Р

А = —(2.34) Р162л

где Р0 = 0,101325 МПа; Рт - усредненное абсолютное давление газа в сети, МПа.

ЛРуд - удельные потери давления (Па/м - для сетей низкого давления,

МПа/м - для сетей среднего и высокого давления), определяемые по формуле: