№ 6
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА
2008
УДК 621.311:92
© 2008 г. ВОРОПАЙ Н.И.
СИСТЕМНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЭНЕРГЕТИКЕ: ОТ Л.А. МЕЛЕНТЬЕВА ДО НАШИХ ДНЕЙ В ИСЭМ СО РАН
Рассмотрены предпосылки формирования научного направления "Системные исследования в энергетике" и основные его методические положения, сформулированные Л.А. Мелентьевым. Изложены особенности и результаты развития этого научного направления в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН.
Говоря о предпосылках и методических основах, на которых сформировалось новое научное направление системных исследований в энергетике, необходимо выделить следующие положения.
1. Начиная с 20-х годов XX века энергетика развивалась по пути создания все более мощных территориально распределенных производственных систем - электроэнергетических, газо-, нефте- и теплоснабжающих и др. Параллельно с этим шел интенсивный рост технической возможности и экономической целесообразности взаимозаменяемости отдельных видов энергии, энергетических установок разных типов, транс-портно-энергетических средств и используемых энергетических ресурсов. Это приводило к увеличению взаимозависимости и взаимовлияния отдельных систем энергетики и формированию в конечном итоге единых иерархически организованных общеэнергетических систем регионов, государств и на межгосударственном уровне. При этом возрастала роль энергетики как базы экономического и социального развития. К последней четверти столетия эти тенденции проявились наиболее отчетливо в СССР и в других экономически развитых странах.
Ко второй половине 50-х годов XX века в СССР и других развитых странах в энергетике сложилась принципиально новая ситуация, связанная с созданием крупных территориально протяженных систем энергетики - электроэнергетических, газо-, нефте-и нефтепродуктоснабжающих и др. Вследствие взаимосвязи и взаимовлияния систем энергетики сформировался топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - один из базовых комплексов экономики страны.
2. Тенденция развития системности энергетики еще в 1920-е годы была успешно использована Г.М. Кржижановским при разработке плана ГОЭЛРО и развитии в последующем комплексного энергетического метода исследования. Сущность комплексного энергетического метода заключалась фактически в системном подходе к энергетике, т.е. в рассмотрении энергетического хозяйства от энергетических ресурсов до приемников энергии в органическом единстве. По сути комплексный энергетический метод Г.М. Кржижановского является предшественником методологии системных исследований в энергетике.
3. В качестве методической основы системных исследований в энергетике акад. Л.А. Мелентьев рассматривал фундаментальные понятия материалистической диалектики и прежде всего - понятия единства, целостности и развития. Понятие целостности - исходное, его анализ предполагает обязательность выявления внутренних свойств исследуемого сложного объекта (системы) и тенденций их изменения (разви-
тия объекта) и недостаточность изучения его только "извне" как некоего единства. Л.А. Мелентьев отмечал, что "понимание единства, целостности и развития в их неразрывности как выражения единства и борьбы противоположностей (противоречий) характеризует главное в методологии системного подхода", развиваемого в XX веке западноевропейскими и американскими основоположниками системных исследований (Берталанфи, Винер, Эшби и др.).
4. Существенное влияние на формирование методологии системных исследований в энергетике оказало развитие вычислительной техники, методов математического моделирования и оптимизации, происходившее во второй половине XX века. Л.А. Мелентьев осознавал ключевую роль математического моделирования и методов решения сложных многомерных задач применительно к проблемам функционирования и развития энергетики. Фактически принципиально новые возможности, которые дает использование этого нового инструмента исследований, позволили Льву Александровичу рассматривать это направление как одну из важных составляющих системных исследований в энергетике, развивающих на новой основе комплексный энергетический метод Г.М. Кржижановского.
Таким образом, сложились объективные предпосылки формирования системных исследований в энергетике, однако, только Л.А. Мелентьеву на основе его громадного научного опыта и интуиции суждено было их теоретически обобщить и развить до цельной методологии, открывшей новую страницу в энергетической науке.
Возникла объективная необходимость в комплексных междисциплинарных исследованиях системных проблем создания энергетических технологий, развития и функционирования систем энергетики и ТЭК в целом. Это послужило основанием для организации в Иркутске в 1960 г. Сибирского энергетического института СО АН СССР во главе с его создателем и первым директором акад. Л.А. Мелентьевым. (В 1997 г. Постановлением Президиума СО РАН институт переименован в Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН.)
Основы методологии системных исследований в энергетике как фундаментального направления энергетической науки были заложены книгой Л.А. Мелентьева [1] (два издания - в 1979 г. и 1983 г.), за которую Льву Александровичу в 1981 г. была присуждена премия им. Г.М. Кржижановского.
В своей книге Л.А. Мелентьев сформулировал новое направление энергетической науки, которое назвал системными исследованиями в энергетике. Главная задача этих исследований (проводимых с использованием всего арсенала методов и средств, создаваемых в общих системных исследованиях) состоит:
- в изучении тенденций развития энергетики как совокупности больших систем, а также свойств этих систем и научных основ управления ими, включая развитие;
- в разработке необходимых для этого методов и средств;
- в решении (с использованием методов системных исследований) фундаментальных межотраслевых проблем энергетики, в том числе энергоэкологических;
- в научно-обоснованном прогнозировании развития энергетики и др.
Дальнейшее развитие системных исследований в энергетике можно разделить на
два этапа: 1980-е - начало 1990-х гг. и последующий период.
Первый период характеризовался в основном углублением и развитием методологии системных исследований в энергетике, сформулированной в книге [1]. Необходимо отметить трехтомник [2-4], вышедший в 1986-1987 гг. и обобщающий теоретические и методические результаты Сибирского энергетического института СО АН СССР и Института энергетических исследований ГКНТ и АН СССР. Определенным завершением первого этапа можно считать издание трехтомника [5-7] в 1995 г. В этот период развивались традиционные направления системных исследований в энергетике, и закладывались основы новых направлений, их необходимость была вызвана кардинальным изменением внешних, прежде всего экономических, условий развития и функционирования систем энергетики.
Второй этап развития системных исследований в энергетике характеризуется рядом особенностей, из них целесообразно выделить следующие.
1. Тенденция глобализации в энергетике привела к необходимости рассматривать усиление энергетических связей России с другими странами и анализировать место и роль ее энергетики в межгосударственной и мировой энергетической инфраструктуре [8]. Одновременно возросла роль региональных исследований развития энергетики при сохранении значимости прогнозирования развития энергетики страны в целом [9].
2. Либерализация и реструктуризация отраслей энергетики изменили организационную структуру систем энергетики и характер взаимоотношений между субъектами рынков энергии. Это потребовало пересмотра методов управления развитием и функционированием систем энергетики на основе рационального сочетания рыночных механизмов и государственного регулирования при возросшей неопределенности условий функционирования и, особенно, развития систем, повышенной значимости многокритериальных и компромиссных подходов к обоснованию решений [10-12].
3. Глобализация и либерализация в энергетике усилили значение ее внешних связей, влияние экономических, политических, институциональных, правовых и других факторов и условий на функционирование и развитие систем энергетики, что потребовало разработки нового направления системных исследований - энергетической безопасности [13].
4. Продолжалось изучение природы исследуемых систем энергетики, выявление их новых объективно обусловленных свойств. Одним из таких свойств является неоднородность структуры систем энергетики - свойство, присущее любым сложнооргани-зованным системам. Разработаны методы определения и количественной оценки неоднородности структуры систем энергетики, подходы к полезному использованию этого свойства для моделирования систем и управления ими [14].
5. Расширился спектр исследований систем энергетики: наряду с техническими, системными, экономическими и другими развитие получили физические, прежде всего термодинамические методы анализа и определения рациональных характеристик энергетических процессов, установок и систем [15].
Объекты системных исследований в энергетике:
- энергетические технологии (энергетические процессы и установки);
- системы энергетики (системы электро-, тепло-, газо-, нефте-, нефтепродукто-снабжения, углеснабжения) и управление ими;
- энергетические комплексы (как совокупности взаимосвязанных систем энергетики) и управление ими.
Задачей системных исследований энергетических технологий является комплексный сравнительный анализ эффективности (термодинамической, экономической, экологической и др.) возможных и целесообразных масштабов использования различных энергетических процессов и установок. Основными проблемами прогнозного анализа энергетических технологий и технологических структур являются:
- оценка потенциала совершенствования технологии и раскрытие фундаментальных закономерностей, ведущих к ее освоению;
- определение благоприятных условий и наиболее эффективных областей применения технологии;
- уяснение механизма ее конкуренции с альтернативными решениями.
В основе разработанного подхода прогнозного анализа энергетических технологий и технологических структур лежит приме
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.