Комплекс моделей енергоспоживання регіонами України

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЕКОНОМІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ

ДИПЛОМНА РОБОТА

освітньо-кваліфікаційний рівень – магістр

на тему: «Комплекс моделей енергоспоживання регіонами України»

Студент5 курсу 1 групи

факультету економічної інформатики

Хричіков Є.О.

Керівник роботик.е.н., ст.викладач Яценко Р.М

Зав. кафедрою

економічної кібернетикид.е.н., проф. Клебанова Т.С.

Харків, 2010 р

Зміст

Вступ

Розділ 1. Структура та аналіз енергетичного комплексу України

1.1 Регіональна структура промисловості України

1.2 Аналіз енергетичного комплексу України

1.3 Огляд публікацій за напрямком роботи

Розділ 2. Методи та моделі енергоспоживання регіонами України

2.1 Постановка задачі побудови комплексу моделей енергоспоживання регіонів

2.2 Застосування методів багатовимірного статистичного аналізу в моделюванні енергоспоживання

2.3 Моделі класифікації на основі карт Кохонена

Розділ 3. Моделювання та аналіз енергоспоживання регіонами України

3.1 Моделі аналізу регіонів України за енергоспоживанням

3.2 Моделі оцінки регіонального енергоспоживання

3.3 Оцінка величини енергетичних потреб населення регіону

Висновки

Список використаних джерел

Додаток А

Додаток Б

Вступ

Стабільне, якісне постачання енергією населення і промисловості - невід'ємна умова економічного розвитку країни. Енергетика є одним з основоположних секторів української економіки і має безпосередній вплив на промисловий розвиток країни, а також грає значну роль в забезпеченні соціального благополуччя населення. При цьому українська енергетика впродовж тривалого періоду часу зазнає значні труднощі в своєму розвитку і підтримці потенціалу нормального функціонування надалі [1].

Ефективність використання енергії характеризується динамікою відповідних показників. Запропонована у роботі система чинників енергоспоживання відображає основні напрямки використання енергії в промисловості, що дає можливість прослідити за споживанням різних видів енергії та намітити найбільш перспективні напрямки їх економії.

Метою даної роботи є побудова комплексу моделей споживання енергоресурсів регіонами України і прийняття рішення, для розв’язання практичних завдань сучасної економіки. Комплекс моделей призначений, перш за все, для подальшого вирішення завдань оптимізації.

Предметом дослідження є комплекс моделей енергоспоживання регіонами в умовах трансформації економічних умов.

Об'єктом дослідження виступає споживання енергетичних ресурсів, що виробляються і споживаються на території України.

Актуальність досліджень підтверджується застосуванням отриманих результатів для оперативного і тактичного управління споживанням енергоресурсів регіонами України, що дозволяють підвищити ефективність їх виробництва і розподілу і, як наслідок, стримувати зростання цін.

Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:

проаналізувати відомі методи оцінки та кластеризації регіонального енергоспоживання України;

дослідити сучасні проблеми використання енергетичних ресурсів та забезпеченістю ними економіки регіону;

оцінити регіональне енергоспоживання для визначення загального становища України;

проаналізувати необхідність та міру впровадження нових технологій та розробок;

проаналізувати публікації по енергозбереженню та споживанню енергоресурсів;

дослідити структуру та сосбливості регіонів України;

оцінити та проаналізувати енергоспоживання регіонів за допомогою методів та моделей багатовимірного статистичного аналізу та карт Кохонена.

В результаті роботи запропонована модель аналізу споживання регіонами енергоресурсів із застосуванням комплексу моделей направлених на виділення груп, це модель кластеризації багатовимірного статистичного аналізу та карти Кохонена. Також проведена оцінка енергоспоживання, а саме за допомогою моделі дискримінантного аналізу, виконаної в пакетах Statistics та Excel, що дозволяє дослідити вплив факторів - показників на відношення регіону до певної групи відносно рівня його енергоспоживання.

Розділ 1. Структура та аналіз енергетичного комплексу України

1.1 Регіональна структура промисловості України

Питання важливості ролі регіонів у розвитку господарського комплексу в цілому та окремих галузей ще не знайшло широкого обговорення, висвітлення та одностайної думки. Тому виникає необхідність в уточненні саме поняття «регіон». Регіон – це територіально-цілісна частина країни, яка відрізняється своєрідністю природного середовища, що зумовлює тип та структуру економіки, яка характеризується своєрідним співідношенням різних галузей господарства, глибокими та різноманітними зв’язками між ними, закінченим циклом відтворення, спільними рисами історичного розвитку, виробничими навиками, соціально-культурними традиціями населення, функціональними особливостями (спеціалізацією), яка виділена за сукупністю цих ознак в адмінітративну одиницю та являє собою підсистему соціально-економічного комплексу країни.

Отже, соціально-економічна сутність поняття «регіон» має певні риси: по перше - це територія, а по друге – економічна система в межах даної території, або регіон - це самостійна територіальна система, з притаманними тільки їй виробництвом, розподілом, обміном та споживанням матеріальних благ та послуг.Промисловий комплекс України є пріоритетною галуззю національної економіки. Саме від нього залежать здійснення ключових інтересів країни, її безпека, культурний та соціальний рівень життя нації. Цей сектор створює майже половину ВВП країни та забезпечує чверть усіх зайнятих у сфері економіки робочими місцями. Промисловість є активним агентом зовнішньої торгівлі України. Частка валового випуску промислової продукції в експортно-імпортному обороті країни дорівнює майже 80%, завдяки чому країна одержує близько двох третин валютних надходжень. Очевидно, що стратегічний розвиток України значною мірою залежить від місця її промислового комплексу в системі міжнародного поділу праці.

Найбільшим у структурі виробничої сфери України за усіма показниками є промислове виробництво. Тут зайнято близько 50% (разом з будівництвом) усіх працівників сфери, виробляється понад 60% валового суспільного продукту і понад 40% національного прибутку [3].

Найвища його просторова концентрація склалася в індустріально розвинутих областях з переважанням підприємств важкої промисловості (Донецька, Дніпропетровська, Луганська, Запорізька). Виділяються також Київська (включаючи м. Київ), Харківська, Одеська, Львівська та інші області, де основний обсяг промислового виробництва територіально зосереджений в обласних центрах.

Продукція промисловості споживається в усіх галузях народного господарства, іде у фонди нагромадження (у капіталовкладення), на експорт.

Отже, промисловий сектор споживає майже половину власної продукції (46%), що свідчить про велику закомплексованість його на себе, а також про те, що для промисловості характерний повторний рахунок вартості. Цим пояснюється і порівняно менша питома вага цього сектора у виробництві національного прибутку, ніж у створенні валового суспільного продукту.

Для промисловості характерні глибокий галузевий поділ праці та інтеграція. Тут найбільш повною мірою розвинені внутрігалузеві і міжгалузеві спеціалізації, кооперування та комбінування. Разом з іншими секторами та галузями промисловість формує міжгалузеві комплекси – загальнонаціональногосподарські і територіальні [4].

Стосовно структури промислового комплексу України, то вона складається з важкої промисловості, що відповідно складається з машинобудівного комплексу, металургійного комплексу, хімічно-лісового комплексу, промисловість будівельних матеріалів та паливно-енергетичного комплексу, а також з легкої промисловості та харчової промисловості.

У структурі промисловості формуються такі міжгалузеві комплекси: паливно-енергетичний (в нього входять електроенергетика і паливна промисловість – вугільна, нафтогазовидобувна і нафтогазопереробна, торф'яна тощо) і металургійний (чорна і кольорова металургія), що разом з машинобудівним можна об'єднати у металургійно-машинобудівний; хімічний та лісовий (у статистиці їх об'єднують, насправді це два різних комплекси). Частина галузей разом з галузями інших секторів формує також міжгалузеві комплекси, які об'єднують (інтегрують) ці сектори з промисловим виробництвом. Сюди належать: агропромисловий (сільське господарство і переробні галузі харчової та значною мірою легкої промисловості), лісовиробничий (лісове господарство та лісові переробні галузі), будівельно-індустріальний (виробництво будматеріалів та будівництво) та ін. У 2006 році міжгалузеві комплекси можна було охарактеризувати по показникам зайнятості, основних виробничих фондів та обсягу виробленої продукції, наведених у табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Дані по галузям та міжгалузевим комплексам

Галузі та міжгалузеві комплекси	Зайнятість, %	Основні виробничі фонди, %	Обсяг виробленої продукції, %
Важка індустрія, в т.ч.:	79,7	89,1	69,3
паливно-енергетичний	11,2	27,1	8,1
металургійний	6,3	16,6	12,5
машинобудівний	43,1	27,9	32,9
хімічний і лісовий	8,8	11,0	9,1
промисловість будівельних матеріалів	6,3	4,1	3,5
Легка індустрія, в т.ч.:	20,3	10,9	30,7
легка промисловість	10,6	3,2	11,3
харчова промисловість	9,6	7,2	18,1
Вся промисловість	100,0	100,0	100,0

Як видно з таблиці, більшість галузей входять у важку індустрію, тобто в них переважає виробництво засобів виробництва – машин, устаткування, транспортних засобів, сировини, палива, матеріалів, напівфабрикатів та ін. Виробляючи майже сім десятих вартості продукції промисловості, важка індустрія зосереджує майже вісім десятих зайнятих і майже дев'ять десятих основних виробничих засобів. Це результат однобокого розвитку промислового виробництва у недалекому минулому.

Навіть у 2000–2006 рр. капіталовкладення у важку індустрію становили майже дев'ять десятих тієї їх вартості, що йшла у промисловість (у 2000 р. – 85%). Левова частка припадала на паливно-енергетичний, металургійний і машинобудівний комплекси – відповідно 73% у 2000-2006 рр. і 60% у 2007 р. (у 2008 р. – 58,5%). Багато галузей важкої індустрії, особливо паливної, металургійної і хімічної, працюють на дотаціях держави, тобто є збитковими,

І хоч важка індустрія розвивалася випереджаючими темпами, в Україні з її допомогою не розв'язано жодної народногосподарської проблеми. Паливно-енергетичний комплекс, наприклад, володіє більше ніж чвертю основних засобів промисловості, а Україна ніяк не вийде з енергетичної кризи. Більшість основних виробничих фондів фізично зношено: у промисловості загалом на 49%, металургійному комплексі – на 61%, машинобудуванні – на 47%, хімічній і нафтохімічній – на 56% [5].

У важку промисловість повністю входить видобувна. Вона видобуває сировину і паливо і здійснює їх первинну обробку, облагородження, підготовку до подальшої переробки, лісоексплуатацію, виробництво електроенергії на ГЕС тощо. Тут виділяється так звана гірничо-видобувна, що займається лише одержанням сировини і палива із земних надр. З усіх галузей промислового виробництва гірничо-видобувні галузі є найбільш фондомісткими і трудомісткими. Тут зосереджено близько шостої частини усіх зайнятих та четвертої частини основних виробничих фондів, в той час як вартість виготовленої промислової продукції не досягає і десятої частини.

Галузі видобувної промисловості у своєму розміщенні орієнтуються на джерела сировини, енергії і палива – басейни вугілля, нафти, газу, руд чорних і кольорових металів, агроруд (фосфорна сировина, калійні солі), ресурси хімічної сировини, будівельних матеріалів. Тому найбільше підприємств цих галузей сконцентровано у Донбасі, середньому Придніпров'ї та Передкарпатті.

Легка індустрія, з одного боку, тісно пов'язана з важкою (одержує від неї устаткування, паливо, енергію, частково сировину), а з другого – передусім із сільським господарством, від якого одержує сировину і напівфабрикати. Разом із сільським господарством вона формує великий агропромисловий комплекс, який дає до 40% вартості валового суспільного продукту. Харчова промисловість виробляє майже удвічі більше продукту, ніж легка.

Разом з деякими галузями і комплексами важкої індустрії (машинобудування у значній частині) легка індустрія повністю належить до обробної промисловості.

У легкій індустрії переважає виробництво предметів особистого споживання (група «Б»). Правда, останнім часом третина їх вартості виготовляється у галузях важкої індустрії (машини і устаткування, легкові автомашини, меблі, хіміко-фармацевтична продукція) [6].

Галузі легкої індустрії, як і всієї обробної промисловості, мають багато ступенів свободи у своєму розміщенні.

За радянський період розвитку економіки виробництво засобів виробництва (групи «А») розвивалося найбільше, а його частка в загальному обсязі виробництва становила 71,2 % (1993 р.). Частка виробництва групи Б (виробництво предметів споживання) становила 28,8 %. З 1995 р. почалися структурні зміни, спрямовані на виробництво товарів народного споживання. У 1999 р. частка цієї ланки промисловості становила 30,8 %. Ці прогресивні зміни мають і негативні риси тому, що головний його чинник пов’язаний з найбільшими темпами зниження виробництва групи А. Особливо це стосується галузей, які не мають достатньої сировинної бази або є труднощі в її розвитку. Найбільший спад виробництва відбувається в нафтопереробній, хімічній та нафтохімічній, вугільній промисловості, чорній металургії, будівельній індустрії.Незважаючи на те, що частка виробництва товарів народного споживання збільшується, загальний обсяг виробництва значно зменшується. Це пов’язано з загальною економічною кризою: важким фінансовим становищем, високим рівнем інфляції, розпадом господарських зв’язків з країнами близького зарубіжжя [7].

Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) складається з групи галузей і підгалузей промислового виробництва, що спеціалізується на видобутку, збагаченні, переробці та споживанні твердого мінерального, рідкого і газового палива, виробництві, передачі і використанні електроенергії й тепла. Структура ПЕК України формується з урахуванням паливно-енергетичного балансу, що склався, і відображає територіальну специфіку видобутку (виробництва) і споживання паливних та енергетичних ресурсів.

Паливна промисловість республіки складається із кам’яно- та будівельної, нафто- та газовидобувної, торф’яної та нафтопереробної галузей.

Вугільна промисловість представлена видобутком кам’яного та бурого вугілля. Вугільні шахти зосереджуються переважно у центральній і північних частинах Донецької та південній частині Луганської областей. Коксівне вугілля добувають головним чином у центральній частині Донецької області в районі Єнакієвого, Горлівки, Макіївки, Донецька, Красноармійська, Костянтинівки та інших міст, а також в Краснодарському та Кадіївському районах Луганської області. В Антрацитівському, Лутугинському та Алчевському районах Луганської області добувають більше енергетичного вугілля. Газ добувають переважно у Лисичанському районі [8].

Нафтова промисловість України характеризується низькими показниками, хоча потенціальні можливості її видобутку можуть бути більшими.

Нині перше місце з видобутку нафти належить Лівобережній частині України, де працюють нафтогазові управління в Чернігівській області на базі Гнідинцівського і Прилуцького родовищ, Сумській – на основі Охтирського і Качанівського родовищ і в Полтавській – на базі Сагайдацького, Зачепилівського, Радчанківського родовищ. Тут видобувають понад половину нафти в Україні. Друге місце займає Прикарпатська нафтогазоносна провінція, де працюють нафтогазовидобувні управління – Бориславнафтогаз і Долинонафтогаз. Поки що маштаби видобутку нафти невеликі через вичерпність засобів і недостатні пошукові роботи.

Нафтопереробна промисловість України представлена Лисичанським, Кременчуцьким, Херсонським, Бердянським, Дрогобицьким, Львівським і Надвірнянським нефтопереробними заводами.

Газова промисловість – наймолодша галузь паливної промисловості України.

Дніпровсько-Донецька нафтогазоносна область найбільша в Україні, на неї припадає 93,8 % видобутку газу країни. Основні родовища природного газу розташовані у Харківській (Шебелинське, Хрестищенське, Кегичівське, Дрежелюбівське і Західнохрестищенське); Сумській (Рибальське, Качанівське); Полтавській (Солохо-Диканське); Дніпропетровській (Перещепинське) та Чернігівській (Гнідинцівське) областях.

Торфова промисловість є однією з найдавніших галузей паливної промисловості. Основні родовища торфу зосереджені в Сумській, Чернігівській, Житомирській, Рівненській та Львівській областях.Видобуток його невеликий.

Електроенергетика є складовою частиною ПЕК. Вона впливає не тільки на розвиток народного господарства, а й на територіальну організацію продуктивних сил.

Усі електростанції України поділяють на чотири види представлені на рис.1.1. В основу поділу покладено ознаку використовуваного ресурсу:

теплові електростанції, що працюють на твердому, рідкому і газоподібному паливі.Серед них вирізняють конденсаційні і теплоелектроцентралі;

гідравлічні, що використовують відповідні гідроресурси і поділяються на гідроелектростанції, гідростимуляційні і припливні;

атомні, які у вигляді палива використовують збагачений уран або інші радіоактивні елементи;

електростанції, що використовують нетрадиційні джерела енергії. Серед них найперспективнішими є вітрові, сонячні,тощо.

Основні гідроелектростанції розташовані на Дніпрі. Це – Дніпрогес, Кременчуцька, Каховська, Дніпродзержинська, Канівська і Київська. На Дністрі збудована Дністровська ГЕС – ГАЕС, у Закарпатській області – Тебле-Ріцька ГЕС. Крім них, на малих річках діють близько сотні електростанцій невеликої потужності, більші з них належать до державної енергосистеми. Збудовано каскади ГЕС на річках Рось (Корсунь-Шевченківська, Стеблеківська та ін.) і Південний Буг.

Металургійна промисловість є основою розвитку машинобудування, металообробки і будівництва. Сучасна чорна металургія посідає одне з чільних місць у народному господарстві країни і є матеріальною базою всього комплексу важкої індустрії України.

Чорна металургія впливає на розвиток усіх галузей народного господарства України як найголовніший споживач палива й електроенергії, води. До складу чорної металупгії належить видобуток, збагачення та агломерація залізних, марганцевих і хромітових руд; виробництво чавуну, доменних феросплавів, сталі й прокату, електроферосплавів, вогнетривів, металів промислового значення, вторинна переробка чорних металів і коксування вугілля, видобуток допоміжних матеріалів.

Основні райони виробництва чавуну, прокату, сталі розташовані в Придніпров’ї, Донбасі та Приазов’ї.

У структурі виробництва кольорових металів України провідне місце посідає алюмінієва промисловість, що складається з виробництва глинозему та алюмінію. Основною алюмінієвою рудою є боксити, запаси яких в Україні невеликі.

Сировиною для одержання магнію в Україні є потужні родовища калійно-магнієвих солей Прикарпаття (у Стебнику, Калуші), мілководні водойми Приазов’я і Причорномор’я (Сиваш), що містять у розчиненому вигляді багато сполук магнію та інших солей. У Калуші збудовано магнієвий завод у виробничому об’єднанні “Оріана”, у Запоріжжі – магнію і титану. На Верхньодніпровському гірничо-металургійному комбінаті, розташованому у м. Вільногірську (Дніпропетровська обл.), виробляють цирконієвий, рутиловий, ільменітовий концентрати, цирконій знезалізнений, двоокис цирконію. На місцевих покладах кіновару понад століття працює Микитівський ртутний комбінат (Донецька обл.) [9].

Машинобудівний комплекс охоплює два десятки спеціалізованих галузей. До нього належать практично всі галузі машинобудування (крім годинникової). Він є основою важкої індустрії й відіграє вирішальну роль у створенні матеріально-технічної бази.

В узагальненому виді структура машиннобудівного комплексу складається із галузей:

Важкого машинобудування:

металургійне;

гірничо-рудне;

енергетичне.

Середнього машинобудування:

транспортне;

сільськогосподарське і тракторне;

верстатобудування;

устаткування для легкої і харчової промисловості.

Точного машинобудування:

приладомашинобудування;

електротехнічне машинобудування.

Найважливішою складовою частиною важкого машинобудування є виробництво металургійного і гірничо-рудного устаткування.

Основне підприємство – Новокраматорський завод, який випускає устаткування для доменних печей, ковальсько-пресове устаткування та екскаватори.

Устаткування для металургійної промисловості виробляється в Маріуполі, Дебальцево (Луганська обл.),Кривому Розі, Дніпропетровську.

Підприємства, що виробляють гірничо-рудне устаткування, розташовані в Донбасі і Придніпров’ї.

Заводи по виробництву шахтного устаткування функціонують в Донецьку, Харкові та Луганську.

Центрами виробництва енергетичного устаткування є Харків та Полтава.

Виробництво устаткування для нафтової і газової промисловості зосереджено в Харкові, Конотопі (Сумська обл.) та Дрогобичі (Львівська обл.).

Структура транспортного машинобудування:

залізничне машинобудування;

авто машинобудування;

авіа машинобудування;

суднобудування (морське та річне).

Великі заводи, що спеціалізуються на виробництві устаткування для залізниць розташовані у Луганську, Харкові та Дніпропетровську. А головними центрами вагонобудування є Дніпродзержинськ, Кременчук і Кадієвка (Луганська обл.). Залізничні цистерни виробляють в Маріуполі, а в великих транспортних центрах і вузлах працюють локомотивно-ремонтні заводи.

Центрами морського суднобудування є Миколаїв та Херсон, а річного – Київ. Судоремонт морського транспорту здійснюється в Одесі, Маріуполі, Керчі та Севастополі, а річного – Запоріжжі та Ізмаїлі.

Автомобільні заводи України випускають автобуси (Львів), великовантажні автомашини (Кременчук), маловантажні легкові автомобілі (Запоріжжя), легкові автомобілі для сільської місцевості (Луцьк), автомобільні мотори (Мелітополь). Центрами автомобілескладання є Луганськ, Чернігів [10].

Проаналізувавши ситуацію можна вирахувати, що потреби України у природному газі складають до 80 млрд. куб. м, в нафті - 20-25 млн. тонн щорічно. У 2008 році власний видобуток склав 3.7 млн. тонн нафти з конденсатом і 18 млрд. куб. м газу. Це дозволяє задовільнити потреби України у нафті на 12 відсотків і в газі - на 24 відсотки. Решту 53% необхідних енергоносіїв, Україна повинна забезпечувати, закуповуючи енергоресурси, передусім, нафту, газ та пальне для атомних електростанцій в інших країнах. При цьому її партнерами найчастіше виступають: по закупівлі нафти - Росія і Казахстан, газу - Росія і Туркменистан, ядерного палива - тільки Росія. Така однобока орієнтація української енергетичної промисловості у питанні забезпечення енергоносіями становить серйозну загрозу економічній безпеці та інтересам держави. Тому на перший план виходить вирішення проблеми диверсифікації урізноманітнення джерел енергопостачання.

Проаналізувавши дане можна зробити висновок про те, що зараз є дуже велика проблема із споживанням енергетичних ресурсів, особливо це стосується Донецького, Дніпропетровського, Запорізького, Одеського регіонів та міста Києва в цілому, не дивлячись на те , що вони можуть самостійно забезпечувати себе необхідною сировиною. В умовах постійного росту вартості енергоресурсів, конкурентоспроможність підприємств все більше залежить від кількості споживаної енергії на одиницю виробленої продукції. Не секрет, що у більшості українських виробників цей показник в 3-4 рази вищий, ніж у європейських, американських або японських. Ця обставина стає серйозним гальмом при просуванні вітчизняних товарів на світовий ринок.