Разработка и анализ топливно-энергетического баланса страны: Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу ''Экономика нефтяной и газовой промышленности''

М.С. ГАДЖИЕВ, М.И. ПРОШИНА РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА СТРАНЫ Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу "Экономика нефтяной и газовой промышленности" Под редакцией доц. Ф.Р.Матвеева

Цель работы - ознакомление студентов с методами анализа динамики и структуры производства, энергоресурсов и разработки топливно-

энергетического баланса. I. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Современная энергетика - это сложная система, охватывающая ряд самостоятельных отраслей промышленности. Она включает в себя тепловые, гидравлические и атомные электростанции, электрические и тепловые сети, котельные, нефтедобывающую, нефтеперерабатывающую, газовую, угольную, сланцевую и торфяную промышленности и некоторые другие отрасли. Все эти отрасли образуют единый, органически связанный между собой топливно-энергетический комплекс. Состав этих отраслей, их количественные соотношения и производственные взаимосвязи характеризуют отраслевую структуру топливно-энергетического комплекса. Она постоянно меняется, отражая уровень развития науки, техники, экономики, особенности энергетической политики страны и другие факторы. Одновременно изменяется и структура производства и потребления теплоэнергоресурсов. Задача заключается в определении темпов развития производства отдельных энергетических ресурсов и связанных с ними структурных сдвигов. При изучении структуры энергетические ресурсы группируются по ряду признаков: • по источникам получения энергоносители делятся на первичные (уголь, нефть, природный газ, сланцы, торф, дрова, ядерное топливо, гидроэнергия, энергия солнца и др.) и вторичные (энергетические ресурсы, получаемые при переработке или преобразовании первичных энергоресурсов); • по признаку сохранения запасов энергетические ресурсы подразделяются на возобновляемые (энергия воды рек и морских приливов, энергия солнца и ветра и др. ) и невозобновляемые (уголь, нефть, газ и др.); • по масштабам и давности использования энергетические ресурсы делятся на традиционные или классические (нефть, газ, уголь и др.) и нетрадиционные или новые (энергия солнца и геотермальных вод, биомасса и др.); • по характеру получения энергии энергоресурсы делятся на топливные, которые выделяют тепло при сжигании (уголь. нефть, газ и др.), и нетопливные (гидроэнергия, энергия ветра, геотермальное тепло и др.) Для измерения количества топлива, тепла и энергии применяются разнообразные показатели - весовые, объемные, тепловые, условные и др. Так, в количество нефти, угля, сланцев измеряется в тоннах, количество газа - в кубических метрах, количество тепловой энергии - в килокалориях, количество электроэнергии - в киловатт-часах и т.д. При изучении структурных сдвигов и разработке топливно-энергетических балансов разнохарактерные единицы измерения различных энергоресурсов приводят к единому измерителю, пользуясь коэффициентами тепловой эквивалентности. В качестве единого, обобщающего измерителя энергоресурсов используется условно-натуральный показатель - тонна условного топлива (т.у.т.), имеющая низшую теплоту сгорания 29,3 ГДж/т

(или 7000 ккал/кг). Для пересчета натурального топлива в условно-натуральное может быть попользована следующая формула: Внат. • Qн Вусл. =

= Внат. •Кэ

(1.1)

29,3 где

Вусл. - количество условно-натурального топлива, т.у.т.;

Внат. - количество натурального топлива, т (для газа -тыс.куб.м, для дров плотный куб.м); Qн. - низшая теплота сгорания данного топлива, ГДж/т (для газа ГДж/тыс.куб.м); Кэ - коэффициент тепловой эквивалентности. Коэффициент тепловой эквивалентности показывает, сколько тонн условного топлива содержится в одной тонне натурального топлива. Его величина определяется отношением низшей теплотворной способности одной тонны натурального топлива к теплотворной способности одной тонны условнонатурального топлива, т.е. Кэ = Qн : 29,3 (1.2). Например, одна тонна высококачественного угля Кузбасса, имеющая низшую теплотворную способность Qн = 27,33 ГДж/т .эквивалентна 0,93 т у.т. (27,33 : 29,3). Исходная информация для расчета коэффициента тепловой эквивалентности и полученные его значения систематизируются в виде таблицы. 1.1. Используя рассчитанные по формуле коэффициент тепловой эквивалентности, (см. ф.1.2.) Кэ = Qн : 29,3 натуральные измерители топливно-энергетических ресурсов пересчитывают в условно-натуральные и сводят в табл. 1.1 Таблица состоит из трех частей: в первой части показывается производство топливно-энергегических ресурсов в натуральном выражении, во второй части - в условно-натуральном выражении и в третьей части - в процентах к годовому итогу производства всех энергоресурсов, выраженному в условно-натуральных измерителях.

Таблица 1.1

ВСЕГО

млрд.кВт.ч.

Первичная Эл.энергия

млн.пл.м3

Дрова

млн.т

Торф

млн.т

Сланцы

млн.т

Уголь

млрд.м3

Газ

млн.т

Нефть

Годы

Производство энергоресурсов в страны по видам

В натуральном выражении 1981 1982 1983 1984 1985 В условно натуральном выражении, млн.т.у.т. 1981 1982 1983 1984 1985 В процентах 1981 1982 1983 1984 1985

Пo данным второй части табл. 1.1рассчитываются среднегодовые темпы роста и прироста производства энергетических ресурсов за рассматриваемый период в виде коэффициентов или в виде процентов. Для их исчисления можно использовать следующие формулы: n-1

n-1

tp =

Уn У1

∆tp =

и

Уn

─1

•100%        (1.3)

У1

где tp – коэффициент среднегодового роста производства энергетических

ресурсов за рассматриваемый период; ∆ tp

- процент среднегодового прироста производства энергетических ресурсов

в рассматриваемом периоде; У1 и Уn - объем производства энергетических ресурсов в 1-м и n – м году периода;

n – число лет в рассматриваемом периоде. Третья часть табл. 1.1показывает структуру производства топливноэнергегических ресурсов. Она характеризуется процентным соотношением отдельных видов энергоресурсов в общем объеме их производства в данном году. Структура производства топливно-энергетических ресурсов изменяется из года в год, отражая изменения в темпах роста добычи топлива и производства электроэнергии. Необходимо проанализировать эти изменения за рассматриваемый период. Табл. 11дает представление о производстве топливно-энергегических ресурсов, но не о потреблении. Как известно, не все количество произведенных за год топливно-энергегических ресурсов потребляется внутри страны. Значительная их часть ежегодно экспортируется в другие страны. Имеется также импорт небольшого количества энергоресурсов. Часть энергоресурсов, произведенных за год, остается не использованной на конец года. Следовательно, количество топливно-энергетических ресурсов, потребляемых ежегодно в стране, равно: Вп = Впр + Вимп ─ Вэко + ( Вон ─ Вок )

(1.4)

где Вп , Впр , Вимп , Вэко , Вон , Вок , - соответственно объем потребления, производства, импорта, экспорта, остатков на начало года и остатков на конец года топливно-энергетических ресурсов. На практике указанные расчеты выполняются в виде следующего баланса (табл. 1.2) Подобные балансы составляются по каждому энергоресурсу (нефти, газу, углю, электроэнергии) и сводный по всем видам топливноэнергегических ресурсов. На основе их анализа определяется структура потребления топливноэнергетических ресурсов в условно-натуральных измерителях (т.у.т.) и в процентах. Производится также анализ потребления энергоресурсов по направлениям их использования: выработка электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха; производственно – технологические нужды и др.

Таблица 1.3 Топливно – энергетический баланс млн.т.у.т.

%

I. Ресурсы – всего: 1. производство и прочие поступления 2. импорт 3. остатки на начало года II. Распределение – всего: 1. Израсходовано – всего: в том числе: а) на выработку электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха б) на производственно-технологические и прочие нужды (включая потери при хранении и транспортировке) 2. Экспорт 3. Остатки на конец года III.

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Варианты исходных данных, необходимых для выполнения лабораторной работы, приведены в приложении. Для выполнения лабораторной работы студенту необходимо: 1. ознакомиться с методическими указаниями; 2. получить у преподавателя вариант задания; 3. выписать исходную информацию; 4. рассчитать коэффициенты тепловой эквивалентности ; 5. внести исходную информацию в табл.1.1 и рассчитать вторую и третью части этой таблицы; 6. определить среднегодовые темпы роста и прироста отдельных видов топлива и энергии и суммарного их производства за заданный период; 7. проанализировать структуру производства топливно-энергетических ресурсов за рассматриваемый период; 8. составить топливно-энергетический баланс (сводный по всем видам топливно-энергегических ресурсов) в виде; табл. 1.2. проанализировать его. Порядок выполнения работы иллюстрируется конкретным примером по исходным данным, представленным в табл. 2.1 и 2.2. Таблица 2.1

Виды топлива

Добыча топлива и производство электроэнергии (по усл. году) I

II

III

IV

Теплотворная способность

Кэ

ГДж/т Нефть, включая газовый конденсат, млн. т

585,6

603,2

608,8

612,6

41,90

млрд.куб.м.

406,6

435,2

465,3

500,7

34,57

Уголь, млн.т.

718,7

716,4

704,0

718,1

19.63

Сланцы, млн.т.

37,1

37,4

36,9

35,2

9,38

Торф, млн.т.

39,9

21,5

37,2

24,7

9,96

Дрова, млн.пл.куб.м

78,1

76,9

77,4

79,0

8,79

226,8

256,8

272,3

270,4

9,58

Газ природный в

Электоэнергия, млрд.кВт.ч.

Таблица 2.2 Данные для составления топливно-энергетического баланса за ... год Статьи баланса

млн.т.у.т.

Импорт энергоресурсов

24,9

Экспорт энергоресурсов

339,7

Остаток энергоресурсов на начало года

188,7

Остаток энергоресурсов на конец года

205,8

Израсходовано энергоресурсов на выработку электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха

789,5

1. По формуле (1.2) вычисляется значения коэффициентов тепловой эквивалентности. Результаты вычислений сводятся в табл.2.3.

Таблица 2.3.

Виды топлива

Низшая теплотворная способность ГДж/т*

Коэффициент тепловой эквивалентности

Нефть

41,9

1,43

Газ природный

34,57

1,18

Уголь

19,63

0,67

Сланцы

9,38

0,32

Торф

9,96

0,34

Дрова

8,79

0,30

9,58

0,327

Электроэнергия (ГЭС и АЭС)

*для газа – 1000 куб.м; для дров – пл.куб.м.; для электроэнергии – 1000 кВт.ч. 2. Топливно-энергетические ресурсы, выраженные в натуральных единицах измерения (табл. 2.1), пересчитываются в условное топливо по формуле (1.1). Результаты расчетов сводятся в табл. 2.4, где определяется и процентное соотношение отдельных видов топлива и энергии в общем итоге их производства. Таблица 2.4.

Всего

Электро-энергия (ГЭС,АЭС)млрд.к Вт.ч.

млн.пл.м3

Дрова

млн.т.

Торф

млн.т.

Сланцы

млн.т.

Уголь

млрд.м3

Газ

млн.т

Нефть

Годы

Добыча топлива и производство электроэнергии

В натуральном выражении I

586,6.

406.6

718,7

37,1

39,9

78,1

226,8

II

603,2

435.2

716,4

37,4

21,5

76.9

256,8

III

606,8

465,3

704.0

36,9

37,2

77,4

272,3

IV

612,6 -

500,7

718.1

35.2

24,7

79,0

270,4

В условно-натуральном выражении, млн.т.у.т. I

834,4

479,8

481,5

11,9

13,6

23.4

74,2

1918.8

II

862,6

513,5

480,0

12,0

7,3

23,1

84,0

1962,5

III

870.6

549.0

471,1

11,8

12,6

23.2

89,0

2027.9

IV

876,0

590,8

461,1

11,3

8,4

23,7

88,4

2079,7

В процентах I

43,5

25,0

25,1

0,6

0,7

1,2

3,9

100

II

43.5

25,9

24,2

0,6

0,4

1,2

4,2

100

III

42,9

27,1

23.3

0,6

0,6

1,1

4,4

100

IV

42,1

28.4

23,1

0,5

0,4

1,1

4,4

100

3.Определяются среднегодовые темпы роста и прироста производства отдельных видов и всех топливно-энергетических ресурсов за 1979-1982 г7г. по формулам (1.3) - коэффициент среднегодового роста производства всех энергоресурсов

tp =

4 ─1

2079,7 1918,8

=

1,027

- процент среднегодового прироста производства всех энергоресурсов ∆ tp

=

4─1

2079,7

─

1

•   100%    =  2,7%

1918,8

4. Анализируются структурные сдвиги в производстве топливноэнергетических ресурсов за рассматриваемые годы. Из третьей части табл. 2.4 видно, что за I – IV гг. доля нефти в производстве топливно-энергетических ресурсов

уменьшилась с 43,5 до 42,1 %, доля

угля – с 25,1 до 23,1 %, а удельный вес природного газа возрос с 25,0 до 28,4 % и электроэнергии (ГЭС и АЭС) - о 3,9 до 4,4 %. Доля прочих энергоресурсов (сланцев, торфа и дров) снизилась с 2,5 до 2,0 %. В этих цифрах отразилась общая тенденция развития топливно-энергетического комплекса страны, предусмотренная энергетической программой СССР на длительную

перспективу. 5. Составляется топливно-энергетический баланс за ••• г. (сводный по всем видам энергоресурсов) по форме, указанной в табл. 1.3. Для его составления используются формула (1.4) и данные табл. 2.2 и 2.4. Результаты расчетов сводятся в табл. 2.5. Из приведенных в табл. 2.5 данных видно, что 90,7 % всех топливноэнергетических ресурсов поступает из производства. Импорт составляет немногим более I %. 76,2 % всех ресурсов расходуется внутри страны. Из них 41,8% идет на производственно-технологические нужды и 34,4% - на выработку электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха. Около 15% топлива и энергии экспортируется в другие страны. Таблица 2.5 Топливно-энергетический баланс за ..... год. Статьи баланса I. Ресурсы – всего: 1.производство и прочие поступления. 2. импорт 3. остатки на начало года II. Распределение – всего: 4. Израсходовано – всего:

млн.т.у.т 2293,3 2079,7 24,9 188,7 2293.3 1747,8

% 100 90,7 1,1 8,2 100 76,2

в том числе: а) на выработку электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха

789,5

34,4

958,3 339,7 205,8

41,8 14,8 9,0

б) на производственно-технологические и прочие нужды (включая потери при хранении и транспортировке) 5. Экспорт 6. Остатки на конец года

III. ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ. Отчет по лабораторной работе должен включать исходные данные, назначение работы, краткую характеристику задачи и метода исследования, расчетные формулы и таблицы с результатами расчетов, выводы и заключение. Приложение 1.

Торф, млн.т.

4

5

6

Электроэнергия** , млрд.кВт.ч.

Сланцы, млн.т.

3

Дрова, млн.плот.м3

Уголь, млн.т.

2

Газ, млрд.м3

1

Нефть, включая газовый конденсат, млн . т.

Годы

Добыча топлива и производство электроэнергии в СССР*

7

8

1960

148

45

510

14

59

108

51

1961

166

59

506

15

51

98

59

1962

196

73

517

16

35

97

72

1963

206

90

532

18

57

102

76

1964

224

109

553

20

58

108

77

1965

243

128

578

21

46

105

83

1966

265

143

586

21

65

102

93

1967

288

I57

595

22

60

96

90

1968

309

169

594

22

49

91

107

1969

329

181

608

23

45

88

118

1970

353

198

624

24

57

87

128

1971

377

212

640

26

54

86

130

1972

400

221

655

29

61

85

130

1973

429

236

668

31

58

84

134

1974

459

261

685

32

40

82

150

1975

491

289

701

35

54

82

146

1976

520

321

712

35

32

79

162

1977

546

346

722

36

41

79

181

Торф, млн.т.

4

5

6

Электроэнергия** , млрд.кВт.ч.

Сланцы, млн.т.

3

Дрова, млн.плот.м3

Уголь, млн.т.

2

Газ, млрд.м3

Нефть, включая газовый конденсат, млн . т.

Годы 1

7

8

1978

572

372

724

36

27

78

214

1979

566

407

719

37

40

78

227

198O

603

435

716

37

22

77

257

1981

609

465

704

37

37

77

272

1982

613

501

718

35

25

79

270

1983

616

536

716

35

26

78

300

1984

613

587

712

36

18

1985

595

643

726

36

20

79

381

1986

616

686

751

36

20

79

380

1987

568

544

415

35

20

78

420

1988

569

590

425

35

20

78

426,4

1989

569

590

425

35

20

78

426,4

1990

518

641

395

35

20

78

432,4

1991

461

643

353

30

20

78

427,2

1992

399

641

337

30

20

78

1011

1993

352

618

305

30

20

78

955

1994

318,0

607

280

29

20

78

877

1995

307

595

262

29

20

78

862

1996

302

575

255

29

20

78

848

78

340

Сланцы, млн.т.

Торф, млн.т.

4

5

6

Электроэнергия** , млрд.кВт.ч.

Уголь, млн.т.

3

2

Дрова, млн.плот.м3

Газ, млрд.м3

Нефть, включая газовый конденсат, млн . т.

Годы 1

7

8

1997

306

571

244

29

20

78

834

1998

303

591

232

20

20

78

826

1999

305

590

250

20

20

78

846

2000

323

584

258

20

20

78

876

2001

348

581

269

20

20

78

890

2002

380

595

251

20

20

78

891

2003

421

620

275

20

20

78

912

* - Таблица составлена по статистическим данным

справочников и экономическим отчетам субъектов ТЭК в разные годы Приложение 2 Данные для составления Топливно-энергетического баланса*

19941997

19881993

19851987

19801984

19751979

19701974

19601969

Статьи баланса

в пересчете на условное топливо миллионов тонн.

Импорт энергоресурсов

10,7

14,1

36,5

17,8

32,8

20.7

18,6

Экспорт энергоресурсов

59,8

167,6

238,9

321,5

371,8

389

394

Остаток энергоресурсов на начало года

94

112,1

179,1

169,6

217,7

220,7

227,1

98,7

114,9

194,1

170,1

202,3

205,3

212,1

221,2

458,2

613,5

745,1

841,5

901,0

925,0

Остаток энергоресурсов на конец года Израсходовано

Приложение 3 Теплотворная способность топлива и энергии* Годы

Нефть

Газ

Уголь

Сланцы

Торф

Дрова

Электроэнергия

в ГДж/т (1) 19601965

41,90

34,57

21,39

9,96

10,84

7,91

13,71

19661970

41,90

34,57

21,51

9,96

10,84

8,79

10,75

19711975

41,90

34,57

19,92

9,38

9,96

8.79

9.96

19761980

41,90

34,57

19,63

9,38

9,96

8.79

9.61

19811985

41,90

34,57

19,63

9,38

9,96

8.79

9.55

и послед ующие период ы

в ккал/кг 19601965

10000

8260

5110

2380

2590

1890

3276

19661970

10000

8260

4900

2380

2590

2100

2569

19711975

10000

8260

4760

2240

2380

2100

2380

19761980

10000

8260

4690

2240

2380

2100

2296

19811985

10000

8260

4690

2240

2380

2100

2282

*- Для газа-на 1000 куб.м; для дров–на 1 плотный куб м; для электроэнергии–на 1000 кВт.ч

19941997

19881993

19851987

19801984

19751979

19701974

19601969

Статьи баланса энергоресурсов на выработку электроэнергии, теплоэнергии и сжатого воздуха