Производственные функции украинских ТЭС

Планирование и оптимизация работы тепловых электростанций затруднительны без знания их производственных функций

Производственная функция предприятия представляет собой экономико-математическую количественную зависимость величины выпуска продукции от факторов производства, каковыми являются затраты ресурсов, уровень

технологий

и др.

Даниил ЧЕРЕВАТСКИЙ, Дмитрий ЧЕЙЛЯХ, Институт экономики промышленности НАН Украины

Наиболее распространенной в экономических исследованиях является зависимость Кобба-Дугласа вида:

,

где Y – выпуск продукции;

A, – коэффициенты производственной функции;

L – затраты труда;

K – затраты капитала, отражающие зависимость объёма производства от создающих его факторов производства – затрат труда и капитала.

Производственная функция Кобба-Дугласа актуальна и для сектора энергетики, но с учётом специфики электрогенерирующих предприятий, особенно в сложившихся ныне условиях дефицита низкореакционного топлива (антрацитовых штыбов и тощих углей), имеет смысл рассмотреть однофакторные производственные функции, связывающие выработку электроэнергии на ТЭС с затратами топлива.

За рассмотренный период (2005-2016 гг.) наблюдений экономика Украины неоднократно испытывала кризисы, что негативно сказалось на топливно-энергетическом комплексе страны (рис. 1), но в то же время, дало возможность получить реальные показатели функционирования ТЭС, входящих в различные энергетические компании, при низких уровнях производственной нагрузки.

Рис. 1. Выработка электроэнергии в Украине

ИСТОЧНИК

BP Statistical of World Energy, 2017 (

http://www.bp.com/statisticalreview

)

Если в 1990 г. украинская энергетика выработала около 300 млрд кВтч, то в 2016 г. этот показатель уменьшился почти наполовину (до 164 млрд кВтч), а тепловая генерация (ТЭС и ТЭЦ) сократила объемы производства почти в 4 раза – с 211 до 57 млрд кВтч. В 2016 г. производство электроэнергии силами ТЭС составило 49.9 млрд кВтч, ТЭЦ – 6.7 млрд кВтч.

Большие потери производства были и во времена экономического кризиса в 2009 г., когда выработка электроэнергии отечественными тепловыми электростанциями уменьшилась до 79 млрд кВтч.

Представленные в статье исследования проведены на основе статистических показателей, опубликованных журналом "ЭнергоБизнес" за 2005-2016 гг.

Анализ данных многолетних наблюдений по большому количеству объектов электрогенерации позволяет сделать вывод, что производственные функции электростанций с высокой степенью точности и достоверностью могут быть описаны математическими выражениями вида:

,

где E – годовой объем выработки электроэнергии, млн кВтч;

B и С – коэффициенты регрессии;

F – расход топлива на выработку электроэнергии, тыс т условного топлива (т у.т.).

График логарифмической функции проходит через соответствующие точки производственной нагрузки, начиная с точки, лежащей на оси абсцисс, которая соответствует расходу топлива при обеспечении собственных нужд электростанции (без выдачи электроэнергии сторонним потребителям).

Обратной к производственной функции ТЭС является зависимость потребления топлива от объема производства электроэнергии:

,

где е – основание натурального логарифма.

На рис. 2 для примера показаны производственные функции Запорожской ТЭС, входящей в электрогенерирующую компанию "ДТЭК Днепроэнерго", и Добротворской ТЭС, принадлежащей компании "ДТЭК Западэнерго".

Математическое описание производственных функций получено путем аппроксимации статистических данных средствами пакета MS Excel.

Рис. 2. Производственные функции Запорожской и Добротворской ТЭС

ИСТОЧНИК

данные авторов

Запорожская ТЭC является наиболее крупной тепловой электростанцией Украины, общая установленная электрическая мощность которой составляет 3650 МВт. Станция построена по тому же проекту, что и

Углегорская ТЭС

: первая очередь из 4 работающих на угле энергоблоков суммарной мощностью 1200 МВт, вторая очередь – из 3 энергоблоков, работающих на газомазутном топливе, суммарной мощностью 2400 МВт.

В 1986 г. станция произвела 24.8 млрд кВтч, что стало рекордом выработки. За рассматриваемый же в статье период максимальная выработка электроэнергии не поднималась выше 6327 млн кВтч в 2007 г., на что потребовалось 2265 тыс т у.т.

В 2014 г. Запорожской ТЭС произведено 5553 млн кВтч при отпуске 5142 млн кВтч, коэффициент использования установленных мощностей составил 17.5%, а расход электроэнергии на собственные нужды станции по производству электроэнергии – 360 млн кВтч (6.5%). При годовом расходе топлива 1817 тыс т у.т. затраты собственно угля были равны 2482 тыс т в натуральном исчислении (99.3%), природного газа – 10.7 тыс куб м (0.7%), мазута – 0.1 тыс т. Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии – 353.3 г/кВтч.

Работа Запорожской ТЭС с малой нагрузкой объясняется не только макроэкономическими причинами, обусловившими сокращение спроса на электроэнергию, но и требованиями экономии природного газа, приведшей к выводу из эксплуатации наиболее современных и экономичных котлов. То же случилось и на Углегорской ТЭС.

Вид нынешней производственной функции Запорожской ТЭС:

.

В отличие от Запорожской ТЭС, Добротворская ТЭС под названием Львовско-Волынская ГРЭС изначально спроектирована как угольная. Ее установленная электрическая мощность составляет 600 МВт (энергоблоки 3Ч100 МВт и 2Ч150 МВт). В 2012 г. электростанция произвела 2346 млн кВтч электроэнергии при потреблении 887 тыс т у.т. – максимум выработки за период наблюдений с 2005 г.

В 2014 г. производство электроэнергии Добротворской ТЭС составило 1844 млн кВтч, отпуск – 1655 млн кВтч, коэффициент использования установленной мощности – 41.9%; затраты электроэнергии на собственные нужды по выработке электроэнергии – 167 млн кВтч (9.1%); суммарный расход топлива по производству электроэнергии – 684 тыс т у.т.; удельный расход топлива на отпуск электроэнергии – 413 г у.т./кВтч. В натуральном виде структура топливной базы станции имела вид: 2707 тыс т угля (98.5%); 22 тыс куб м (1.3%) природного газа, 0.9 тыс т (0.1%) мазута.

Вид производственной функции Добротворской ТЭС:

.

Средняя топливоемкость украинских генерирующих компаний достаточно различна и в целом, и по составляющим фонды станциям. Так, для компании Днепроэнерго за 12 мес. 2016 г. удельный показатель составил 399.6 г у.т./кВтч (от 356.4 на Запорожской ТЭС до 447,1 на Приднепровской ТЭС), для Донбассэнерго – 415.5, Западэнерго – 405.0, Центрэнерго – 412.4 (от 383.7 на Углегорской ТЭС до 444.6 на Трипольской ТЭС); Востокэнерго – 409.3 г у.т./кВтч (от 390.5 на Кураховской ТЭС до 443.7 на ЛуганскойТЭС).

Производственные функции вида E(F) в отечественной практике могут стать эффективным инструментом планирования деятельности энергогенерирующих компаний и оптимизации (минимизации) топливопотребления как внутри компаний, так и в целом по тепловой энергетике, что особенно важно в сегменте ТЭС, работающих на низкореакционном угольном топливе (АШ-Т).

Copyright © ЦОИ «Энергобизнес», 1997-2018. Все права защищены
расширенный поиск
Close

← Выберите раздел издания

Искать варианты слов
 dt    dt