С развитием цивилизации техника, используемая для переработки природных ресурсов в полезные для человека материалы, изделия из них, системы организации человеческой деятельности становятся все более сложными. На их разработку и изготовление приходится расходовать все больше времени и средств. Сложность увеличивается не только из-за истощения наиболее доступных невозобновляемых природных ресурсов. Становятся более разнообразными и масштабными потребности людей. Расширяется круг используемых человеком природных веществ. Но не все затраченные усилия оказываются эффективными, и неудачи обходятся все дороже. В таких условиях становится актуальным скоординированное прогнозирование развития техники, экономики, социальных систем. Провалы прогнозирования стали обходиться и разработчикам техники, и обществу слишком дорого. В одном из таких провалов осенью 1973 г. оказались ведущие западные страны, импортировавшие ближневосточную нефть, которая, согласно прогнозам, должна была бы оставаться относительно дешевой еще долгие годы. Однако под влиянием «войны судного дня» на Ближнем Востоке «проснулся» образованный в сентябре 1960 г. несколькими крупнейшими странами — экспортерами нефти международный нефтяной картель ОПЕК (The Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC). Установленные им эмбарго на поставку нефти в страны, поддержавшие Израиль в войне, а после его отмены — шоковые цены на экспортируемую нефть привели в 1970-х гг. к мировым энергетическим кризисам, которые убедительно продемонстрировали всему миру, что эра «дешевой» энергии закончилась и странам — импортерам энергии (в особенности тем, кто импортирует углеводороды) придется (хотят они этого или нет) жить в атмосфере «дорогого» энергоснабжения. За счет дифференциала между картельной ценой на мировых рынках энергоресурсов и предельными издержками их добычи страны — экспортеры нефти стали получать большие сверхприбыли, экономический источник которых — относительно высокая эффективность развитых стран. Особенно неприятным сюрпризом новой реальности дорогой энергии для стран — импортеров нефти оказалось трудно прогнозируемое появление масштабных шоковых и неожиданных для них скачков цен нефти. Из-за их непредсказуемости и масштабности адаптация экономики к шокам цен стала обходиться значительно дороже приспособления к постепенному росту цен нефти. В странах — импортерах нефти задача снижения импорта нефти получила высший приоритет. Как оказалось, в ее решении были заинтересованы не только страны — импортеры нефти, но и весь мир. Ведь на протяжении последних 200 лет (после первой промышленной революции) именно развитые страны — импортеры нефти (США, Япония, страны западной и северной Европы, Южная Корея, Тайвань и др.) были широкомасштабными мировыми технологическими драйверами. Значительное повышение затрат этих стран на энергоснабжение могло надолго затормозить технологический прогресс во всем мире. В ответ на использование ОПЕКом на мировом рынке нефти своей экономической власти страны-импортеры стали разрабатывать долгосрочные энергетические программы, чтобы с их помощью можно было снижать негативное влияние на экономику роста нефтяных цен. Выросла значимость использования в прогнозировании комплексного научного подхода. Теоретико-методологическим основам прогностики — науки о прогнозировании — посвящена 1-я глава этой книги, опубликованной впервые в 1980 г. Ее цель — предложить набор инструментов, с помощью которых можно снизить риск провалов (в идеале — избежать их) при прогнозировании развития экономики и одного из ее важнейших секторов — энергетики. При разработке методического инструментария исключительно важно исходить из того, что и экономика, и энергетика — искусственные, то есть изобретенные и созданные людьми, системы, эффективность использования которых также в значительной мере зависит от людей. Протекающие в искусственных системах процессы, разумеется, ограничены законами природы. Однако дизайн этих систем (состав и композиция образующих систему частей и элементов) не является результатом эволюции природных объектов. Дизайн изобретается и конструируется людьми и зависит от проявления присущего людям свойства — активности, которая инспирирована как логическими, так и случайными факторами. Влияние случайных факторов на формирование дизайна искусственной системы ведет к неопределенности ее будущего, а следовательно и к неопределенности представлений о будущих состояниях системы. При этом некоторые случайные факторы, возникшие в ходе развития искусственной системы, могут существенно изменить направление ее развития, то есть играть роль трудно предсказуемых или даже непредсказуемых «точек бифуркаций», которые характерны тем, что очень малая неизмеримая причина вызывает масштабные изменения в развитии системы. Точками бифуркаций оказываются некоторые научные или технические инновации, создание принципиально новых технических устройств, решения людей о применении (или отказе от применения) новой техники, выявление в искусственных системах новых, ранее не известных свойств и т. д. Точками бифуркаций были, например, «пробуждение» ОПЕКа в сентябре 1973 г. и последовавший за этим шоковый рост цен нефти на мировом рынке, авария на АЭС Three Mile Island, катастрофа на Чернобыльской АЭС. В первой главе рассматривается еще один канал влияния человека на результат прогнозирования. Дело в том, что источником прогнозов являются не сведения о реальных объектах (их «будущее» еще не наступило), а мыслимые представления о них, производимые субъектами прогнозирования. Прогнозируя, человек не ведет себя, как пассивный прибор — регистратор событий, самих событий еще нет. Прогнозы — продукты интеллектуальной и эмоциональной активности человека. Направление и глубина активности прогнозистов не одинаковы у разных людей, поэтому для повышения качества инструментария прогнозирования актуальным становится поиск оптимального дизайна коллектива прогнозистов. Эта задача рассматривается в 1-й главе книги. Действия случайных факторов в объекте прогнозирования, а также субъективных факторов в прогнозирующей системе актуализируют «борьбу с неопределенностью», успешность которой в значительной мере определяет качество инструментария прогнозирования. Эти факторы влияют также на выбор объекта прогнозирования и определение его границ. Выбор объекта прогнозирования при подготовке книги диктовался аргументами, которые приведены ниже. Уже на начальных этапах разработки энергетических программ как инструментов, которые снижали бы риск энергоснабжения экономики, были обнаружены и внедрены в практику наиболее естественные ответы импортеров — энергосбережение и повышение энергоэффективности на всех этапах добычи, транспорта, преобразования и использования энергоресурсов. В рамках этого направления ответа были разработаны новые автоматизированные технические устройства, соответственно выросла занятость в новых отраслях промышленности и услуг. Традиционный подход оценки энергосберегающих мер и мер, повышающих энергоэффективность, состоит в оценке сравнительной эффективности той или иной меры. Разрабатывается также направление, в котором вся система таких мер рассматривается как система, в которой в условиях ограниченных инвестиционных ресурсов выбирается оптимальная последовательность мер энергосбережения и повышения энергоэффективности . При этом учитывалось, что необходимо снижать не только энергетические издержки экономики, но и выбросы парниковых газов, то есть решалась многокритериальная задача оптимизации. Однако потенциал снижения зависимости стран — импортеров нефти от цен на нее на мировом рынке с помощью мер по энергосбережению и повышению энергоэффективности в целом оказался недостаточным для поддержания роста экономики стран-импортеров. Поэтому при выборе объекта исследования надо было обратить внимание на другие направления. Одно из них — снижение удельных издержек с ростом масштаба производства (этот эффект называется экономией от масштаба) — всегда широко использовалось в энергетическом секторе: росли мощности электростанций и единичные мощности энергоблоков — производителей электроэнергии и тепла, увеличивались диаметры газопроводов, создавались мощные системы для транспортировки электроэнергии и т. д. К концу 1970-х годов этот инструмент снижения зависимости экономики от нефти, кажется, исчерпал свой потенциал. Другое разрабатываемое направление — расширение палитры источников первичной энергии, в том числе для производства электроэнергии и тепла. К сожалению, опереться на широкомасштабное использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в 1970-х годах было невозможно — в то время техника утилизации солнечной и ветровой энергии, энергии биотоплива была (на фоне традиционных невозобновляемых источников энергии) нерентабельной. В некоторых прогностических работах того времени ставка делалась на рост использования угля, большие запасы которого были обнаружены на территории многих стран мира. Но в 1960–1970-х годах появились заслуживающие доверия исследования, в которых показывалось, что человеческая деятельность в значительной мере ответственна за наблюдаемое в XIX–XX веках повышение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли. Оценки показали, что основной вклад в антропогенную эмиссию парниковых газов вносит сжигание органического топлива. В этих исследованиях была установлена положительная корреляция между концентрацией парниковых газов в атмосфере и потеплением на Земле. Оценки показали также, что следование сложившемуся тренду антропогенной эмиссии парниковых газов приведет к существенному ухудшению комфорта жизни людей на Земле. Хотя результаты были получены с помощью представительных, хотя и сложных, климатических моделей, некоторые авторитетные ученые не признавали знáчимость влияния антропогенной эмиссии парниковых газов на потепление климата на Земле. Однако и эти ученые не могли отрицать того, что доминирование угля в структуре первичной энергии, используемой для энергоснабжения городов, приводит к значительному ухудшению качества атмосферного воздуха в городах и к более высокой эмиссии в атмосферу парниковых газов, чем при использовании других традиционных источников первичной энергии. Значительно более приемлем для снижения эмиссии парниковых газов в атмосферу природный газ. Его сжигание не сопровождается выбросом в атмосферу золы и сажи, это делает природный газ для городских жителей более приемлемым видом топлива, чем другие виды органического топлива. Хотя многие развитые страны отделены от месторождений природного газа морями и океанами, для их газоснабжения была разработана коммерчески приемлемая технология сжиженного природного газа (СПГ). СПГ существенно расширил ареал использования природного газа. Как вид первичной энергии он привлекателен для потребителей энергии еще и тем, что его ценообразование в большей мере определяется рыночными механизмами, чем нефти — в мире так и не был создан международный газовый картель по типу ОПЕКа. Еще более привлекательным источником первичной энергии в 1960–1970-х годах был природный уран. Утилизация энергии, выделяющейся в ядерных реакциях с участием природного урана, привела к созданию новой отрасли в энергоснабжении — ядерной энергетике (ЯЭ). Основным энергоресурсом, производимым ЯЭ, была электроэнергия, генерируемая атомными электростанциями (АЭС). Они почти одновременно появились (хотя первая АЭС была введена в эксплуатацию в СССР) в нескольких промышленно развитых странах (СССР, США, Англии, Франции) как одно из следствий государственных программ разработки атомного оружия. Благодаря государственной поддержке были созданы наукоемкие и капиталоемкие предприятия по переработке урановой руды в топливо для ядерных энергетических реакторов . У человечества появилась вполне обоснованная надежда на то, что рост мировой энергетики может быть обеспечен благодаря ЯЭ. Использование ядерной энергии, по мнению многих, должно было, с одной стороны, освободить развитые страны — импортеры традиционных источников энергии (ТИЭ) от их зависимости от ОПЕК, а также от импорта природного газа, предназначенного для производства электроэнергии и тепла, а с другой — уменьшить угрозу глобального потепления климата. У ЯЭ есть еще одно привлекательное свойство. Ресурсы органического топлива по мере их использования не возобновляются. Истощение запасов органического топлива вынуждает переходить к разработке месторождений, расположенных в более удаленных от развитой инфраструктуры местах и в более сложных климатических зонах. Из-за этого растут энергетические издержки экономики, что тормозит ее рост. Иное дело — ядерное топливо. Хотя при одних обстоятельствах оно должно рассматриваться как невозобновляемое, при других — как возобновляемое. Отнесение природного урана к возобновляемым или невозобновляемым источникам первичной энергии зависит от вида используемого ядерного реактора. В реакторах на тепловых нейтронах источником выделяющейся в реакторе энергии является цепная реакция деления U-235. Это изотоп, содержание которого в природном уране составляет около 0,7 %. Поэтому ЯЭ, в которой в основном работают АЭС с реакторами на тепловых нейтронах, и основной реакцией которой является деление U-235, представляет собой невозобновляемый источник энергии, так как количество U-235 в запасах (это коммерчески эффективные ресурсы) природного урана ограничены. В реакторах на быстрых нейтронах (бридерах) и в некоторых реакторах на тепловых нейтронах (накопителях) кроме реакции деления осуществляется трансформация неделящегося природного изотопа U-238 в делящиеся изотопы, в том числе в Pu-239. При этом количество появляющихся делящихся изотопов в бридере больше количества разделившихся изотопов. Поэтому работающий реактор на быстрых нейтронах оказывается нетто-генератором ядерного топлива (такие реакторы называют также размножителями). В результате ЯЭ, в составе которой работает композиция из АЭС с быстрыми и тепловыми реакторами, представляет собой «возобновляемый» источник энергии, при этом «возобновление» (более точно — «создание» топлива) происходит не в природе, а в ядерном реакторе (бридере или накопителе). Существенным преимуществом ЯЭ было также то, что благодаря очень высокой энергоемкости ядерного топлива, приготовленного для загрузки в ядерный реактор, ее развитие не было сопряжено с необходимостью транспортировки масштабных количеств топлива. Это могло стать значительным облегчением для многих стран с АЭС. В свете представленных аргументов ЯЭ оказалась естественным и актуальным объектом для анализа ее будущего с помощью теории и методологии системного прогнозирования. К тому же для СССР развитие ядерной энергетики было очень многообещающим направлением. Вытеснение из структуры первичной энергии органического топлива позволило бы увеличить экспорт нефти и природного газа на рынки с намного бόльшим объемом извлекаемой ренты, чем при продаже на внутренних рынках. А это имело исключительно важное значение, так как в СССР истощались внутренние источники роста экономики. Поэтому в 1970-х годах в СССР планировался и разрабатывался технологический прорыв — ускоренный долгосрочный рост ЯЭ . По мнению руководства страны, без него нельзя было ожидать, что электроэнергетика (а с нею и вся экономика) сможет расти в соответствии с траекторией «опережающего развития» — стратегии, принятой в СССР (в качестве нормативной) вскоре после принятия (в 1921 г.) плана ГОЭЛРО. Приведенные ниже высказывания иллюстрируют характер ожиданий роста доли ЯЭ в экономике страны: «К 1990 г. <…> за счет АЭС будет вырабатываться около 40 % всей электроэнергии» . «Намечалось (в 1960-х годах — С. Ч.), что за 50 лет электроснабжение СССР будет полностью переведено на ядерно-топливную основу» . Эти и подобные им надежды основывались на том, что при работе в базовой части графика электрической нагрузки долгосрочные издержки производства электроэнергии атомными электростанциями (АЭС) во многих регионах мира (в том числе в Европейской части страны) при их работе в нормальном режиме оказываются ниже, чем конденсационными электростанциями на органическом топливе (КЭС) . Ожидалось, что они будут ниже и в будущем, так как запасы органического топлива ограничены, и издержки добычи органического топлива будут расти из-за истощения разрабатываемых месторождений. Более того, по мнению многих авторитетных экспертов, «среди различных отраслей энергетики, основанных на применении ископаемого топлива, атомная энергетика не имеет себе равных по минимальному уровню вредного воздействия на обслуживающий персонал, население и окружающую среду, а также по оснащенности средствами защиты против возможного загрязнения окружающей среды и <…> широкое развитие атомной энергетики <…> до 1000 ГВт в СССР (прогноз на 2000–2010 гг.) позволяет обеспечить сохранение достаточной чистоты внешней среды» . В этом прогнозе, а также в большинстве других прогнозов образ такого «будущего» был логическим следствием наблюдаемых феноменов «прошлого» и «настоящего» ЯЭ, а также господствовавших тогда представлений о свойствах ЯЭ. По прогнозам многих российских экспертов, к концу XX века в европейской части страны АЭС должны были вытеснить из сферы производства электроэнергии электростанции на органическом топливе (ТЭС), а с помощью атомных ТЭЦ (АТЭЦ) и атомных станций теплоснабжения (АСТ) потеснить ТЭЦ и котельные на органическом топливе в сфере производства тепла . А уже в 1986–1990 гг. «в европейских районах страны практически прекращается строительство новых конденсационных тепловых электростанциях (КЭС) на органическом топливе. Будет осуществляться лишь ввод в действие мощности на ряде электростанций, сооружение которых было начато раньше, а также на некоторых ТЭЦ» . Правда, более детальный анализ функционирования электроэнергетических систем приводил к несколько другим оценкам: в то время как в базовой части графиков электрической нагрузки Европейской части страны долгосрочные издержки производства электроэнергии на АЭС (в режиме нормальной эксплуатации) были ниже, чем на ТЭС, в зоне полупиковых и, тем более, пиковых нагрузок АЭС были менее эффективны, чем ТЭС . Это делало задачу оценки роли АЭС в электроэнергетике не тривиальной. * * * Чтобы оценить положение АЭС в структуре электроэнергетической системы, необходимо было разработать соответствующую модель производства электроэнергии всей совокупностью электростанций с учетом неравномерностей графиков электрической нагрузки и ограниченности запасов природного урана. В 1970-х годах вся промышленность в стране находилась в собственности и под управлением государства. Его плановыми органами устанавливалась оплата труда и цены факторов производства. Задачей модели производства электроэнергии было определить дизайн электроэнергетической системы в прогнозируемом периоде. Решение этой задачи приводится в главе 3, а в главе 4 анализируется место разработанных моделей в ряду моделей, разработанных другими авторами. В главе 5 приводятся примеры результатов расчетов с использованием модели, описанной в главе 3. В главе 6 приводятся основные уравнения модели топливоснабжения системы АЭС. Часть III посвящена задачам выбора оптимальных решений в условиях неопределенности. В главе 7 описаны оптимальные решения в том случае, когда в неопределенной форме заданы только удельные экономические показатели, а в главе 8 — все факторы, влияющие на выбор оптимальных решений. Для того чтобы с помощью методологии системного прогнозирования можно было решать практические задачи, и созданный инструментарий был доступен широкому кругу аналитиков, созданные модели, в том числе модели с параметрами, заданными в неопределенной форме (удельные издержки добычи урана и переработки его в ядерное топливо, требуемый объем производства и потребления электроэнергии, удельные капиталовложения и др.), без потери качества прогнозирования редуцированы к задачам линейного программирования. При этом возникают задачи оптимизации с неопределенными коэффициентами в ограничениях, в целевой функции и правых частях системы уравнений. В 7-й и 8-й главах книги приводятся алгоритмы решения таких задач. Поскольку все построенные модели динамические, для того чтобы преодолеть противоречивость получаемых результатов, предложена также двухэтапная постановка задачи, которая тоже редуцирует модель к задаче линейного программирования. В первый этап включаются только те решения, которые должны быть приняты «сегодня». Предполагается, что из «протоколов о прошлом и настоящем» прогнозист имеет полную и детерминированную информацию о параметрах в первом ближайшем периоде времени. И именно для первого этапа ищутся те решения, которые нужно принимать сейчас. Для второго временного периода прогнозирования ищутся пучки решений, с помощью которых объект прогнозирования может приспособиться к любому развитию событий, множество которых задается неопределенностью информации о будущем. Такой подход существенно отличается от известных в литературе двухэтапных постановок поиска оптимальных решений в условиях неопределенности. Читатель сам может в этом убедиться, прочитав книгу. Книга была опубликована в 1980 г., то есть еще до Чернобыльской катастрофы, которая случилась в конце 1986 г. Она подтвердила принципиальное положение теории системного прогнозирования, изложенное в книге. Оно состоит в том, что для прогнозирования сложной искусственной системы, ее конструктор должен представлять себе полную картину всех возможных событий, которые могут в ней при выбранном конструкторе дизайне. Неполнота модели может привести к событиям, которые не учитывались при проектировании системы. Подтвердилось также теоретическое положение, состоящее в том, что будущее неопределенно и постпрогнозные очень редкие бифуркации, которые нельзя предсказать из-за неприменимости к ним теории вероятностей, могут существенно повлиять на траекторию развития моделируемого объекта. Чернобыльская катастрофа оказалась такой непредсказуемой бифуркацией с негативными для развития ядерной энергетики последствиями. Ядерная энергетика стала, таким образом, примером, который говорит нам о том, как сложно обращаться с серьезными, хотя и редко возникающими угрозами, и как важно иметь в своем распоряжении подходящий инструментарий для прогнозирования и отражения таких угроз.
Сентябрь 2022 г.
Чернавский Сергей Яковлевич Доктор экономических наук (2013), кандидат технических наук (1967). Научный руководитель Лаборатории экономических проблем энергетики Центрального экономико-математического института РАН (ЦЭМИ РАН). С 2011 г. приглашенный профессор Московской экономической школы МГУ имени М. В. Ломоносова. Руководитель (совместно с академиком РАН В. М. Полтеровичем) общемосковского научного семинара по экономике энергетики и природопользования. Лауреат премии международного научного фонда экономических исследований Н. П. Федоренко «За выдающийся вклад в развитие экономической науки России» (2021). Автор более 250 публикаций, около 30 из которых переведено на английский язык.
|
2023. 720 с. Твердый переплет. 21.9 EUR
Книга «Зияющие высоты» – первый, главный, социологический роман, созданный интеллектуальной легендой нашего времени – Александром Александровичем Зиновьевым (1922-2006), единственным российским лауреатом Премии Алексиса де Токвиля, членом многочисленных международных академий, автором десятков логических... (Подробнее) URSS. 2024. 704 с. Твердый переплет. 26.9 EUR
В новой книге профессора В.Н.Лексина подведены итоги многолетних исследований одной из фундаментальных проблем бытия — дихотомии естественной неминуемости и широчайшего присутствия смерти в пространстве жизни и инстинктивного неприятия всего связанного со смертью в обыденном сознании. Впервые... (Подробнее) URSS. 2024. 800 с. Мягкая обложка. 37.9 EUR
ВЕРСАЛЬ: ЖЕЛАННЫЙ МИР ИЛИ ПЛАН БУДУЩЕЙ ВОЙНЫ?. 224 стр. (ТВЁРДЫЙ ПЕРЕПЛЁТ) 11 ноября 1918 года в старом вагоне неподалеку от Компьеня было подписано перемирие, которое означало окончание Первой мировой войны. Через полгода, 28 июня 1919 года, был подписан Версальский договор — вердикт, возлагавший... (Подробнее) URSS. 2024. 344 с. Мягкая обложка. 18.9 EUR
Мы очень часто сталкиваемся с чудом самоорганизации. Оно воспринимается как само собой разумеющееся, не требующее внимания, радости и удивления. Из случайно брошенного замечания на семинаре странным образом возникает новая задача. Размышления над ней вовлекают коллег, появляются новые идеи, надежды,... (Подробнее) 2023. 696 с. Твердый переплет в суперобложке. 119.9 EUR
Опираясь на новейшие исследования, историк Кристофер Кларк предлагает свежий взгляд на Первую мировую войну, сосредотачивая внимание не на полях сражений и кровопролитии, а на сложных событиях и отношениях, которые привели группу благонамеренных лидеров к жестокому конфликту. Кларк прослеживает... (Подробнее) URSS. 2023. 272 с. Мягкая обложка. 15.9 EUR
Настоящая книга посвящена рассмотрению базовых понятий и техник психологического консультирования. В ней детально представлены структура процесса консультирования, описаны основные его этапы, содержание деятельности психолога и приемы, которые могут быть использованы на каждом из них. В книге... (Подробнее) URSS. 2024. 576 с. Мягкая обложка. 23.9 EUR
Эта книга — самоучитель по военной стратегии. Прочитав её, вы получите представление о принципах военной стратегии и сможете применять их на практике — в стратегических компьютерных играх и реальном мире. Книга состоит из пяти частей. Первая вводит читателя в мир игр: что в играх... (Подробнее) URSS. 2024. 248 с. Мягкая обложка. 14.9 EUR
В книге изложены вопросы новой области современной медицины — «Anti-Ageing Medicine» (Медицина антистарения, или Антивозрастная медицина), которая совмещает глубокие фундаментальные исследования в биомедицине и широкие профилактические возможности практической медицины, а также современные общеоздоровительные... (Подробнее) URSS. 2024. 240 с. Твердый переплет. 23.9 EUR
Предлагаемая вниманию читателей книга, написанная крупным биологом и государственным деятелем Н.Н.Воронцовым, посвящена жизни и творчеству выдающегося ученого-математика, обогатившего советскую науку в области теории множеств, кибернетики и программирования — Алексея Андреевича Ляпунова. Книга написана... (Подробнее) 2023. 416 с. Твердый переплет. 19.9 EUR
Вам кажется, что экономика — это очень скучно? Тогда мы идем к вам! Вам даже не понадобится «стоп-слово», чтобы разобраться в заумных формулах — их в книге нет! Все проще, чем кажется. Автор подаст вам экономику под таким дерзким соусом, что вы проглотите ее не жуя! Вы получите необходимые... (Подробнее) |