Domestic coal mining optimization under global market conditions

The article presents reviews of coal industry development models by domestic and foreign authors. Their specific features as well as possibilities of taking different aspects of coal production, supply and consumption in the overall energy balance of the country into account are pointed out. The imp...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автори:	Stohniy O.V., Kaplin M.I., Bilan T.R.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013
Теми:	coal domestic mining coal market mining assets optimization balance and optimization model.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/485
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103900843507712
author	Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_facet	Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Stohniy O.V.", "institution": null }, { "author": "Kaplin M.I.", "institution": null }, { "author": "Bilan T.R.", "institution": null } ]
author_sort	Stohniy O.V.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:40Z
description	The article presents reviews of coal industry development models by domestic and foreign authors. Their specific features as well as possibilities of taking different aspects of coal production, supply and consumption in the overall energy balance of the country into account are pointed out. The impact of currently available market price setting mechanisms upon the industry regulation and promising ways of reorganization of the branch, as well as reconstruction and modernization of certain coal mines have been analyzed. The proposed model of the mining industry structure optimization takes proper account of competitive principles of domestic mine enterprises functioning under the world’s coal market conditions. The model allows for meeting the needs of the economy for energy and coking coal by summing up the volumes of domestically produced and imported coal with regard to the structure of the demand, transportation restrictions on imported volumes and energy security requirements of Ukraine. The prospects for applying the proposed model structure to a multi-period simulation of the coal mining facilities development with regard to effectiveness of investments into the coal sector of economy are outlined.
first_indexed	2026-03-24T02:01:56Z
format	Article
fulltext	15ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) УДК 004.942:622.68 О.В. СТОГНІЙ, канд. техн. наук, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ МЕТОДИ ОПТИМІЗАЦІЇ ВИДОБУТКУ ВІТЧИЗНЯНОГО ВУГІЛЛЯ В УМОВАХ СВІТОВОГО РИНКУ Наведено огляд моделей розвитку вугільної промисловості вітчизняних та зарубіж- них авторів, виділено їх специфічні можливості щодо врахування окремих аспектів функціонування систем видобутку, постачання та споживання вугільної продукції в загальноенергетичному балансі країни. Виконано аналіз впливу ринкових механіз- мів ціноутворення на регулювання галузі та перспективні напрямки її реорганізації, а також реконструкції та модернізації окремих вуглевидобувних підприємств. Запропоновано модель оптимізації структури шахтного фонду України, що запро- ваджує врахування конкурентних засад діяльності шахтопідприємств в умовах сві- тового ринку вугільної продукції. Задоволення потреби економіки в енергетичному та коксівному вугіллі здійснюється в моделі за рахунок підсумовування обсягів вугільної продукції власного видобутку та імпортованої із врахуванням марочної структури потреби, транспортних обмежень імпортування, вимог енергетичної без- пеки держави. Окреслено можливості застосування запропонованої структури моделі для багатоперіодного моделювання розвитку (перебудови, реструктуриза- ції) шахтного фонду із врахуванням ефективності капіталовкладень в галузь. К л ю ч о в і с л о в а: вугілля, власний видобуток, ринок вугілля, оптимізація шахтно- го фонду, балансово-оптимізаційна модель. ПОБУДОВА, ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕНЕРГОРИНКІВ Погляди на розвиток вугільних паливних баз в Україні змінювались докорінно з моменту набуття країною незалежності. Оптимістичні прогнози зростання економіки висунули на порядок денний цілий комплекс проблем суттєвої модернізації галузі, яка водночас була істотно необхідною внаслідок значного підви- щення рівня аварійності. Ця модернізація мала здійснюватись в умовах нестачі державних коштів на інвестування у вугільну промисло- вість і досить тривалий час увага дослідників була зосереджена на економічних питаннях вуглевидобувної галузі, зокрема, оцінках ефек- тивності капіталовкладень, яка оцінювалась за різними критеріями ефективності. У контексті низки проблем модернізації вуглевидобування протягом тривалого часу, починаючи з 90-х років ХХ ст., вирішувалась задача максимізації загальних обсягів видобутку, пов’язана із знач- ним прогнозованим зростанням споживання вугілля в енергетиці, металургії та інших галу- зях економіки країни. Тому метою даної статті є розробка методів та моделей оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах функціонування світового ринку на основі аналізу наявних наразі моделей функціонування та розвитку вугільного секто- ру економіки. Однією з перших робіт, присвячених визна- ченням обсягів видобутку вугілля для задово- лення потреб споживачів, була короткостроко- ва модель вугільної промисловості [1], розроб- лена в середині ХХ ст. у Гарвардському універ- ситеті, та апробована для вугільної промисло- вості США на даних 1947 року. Модель склада- ється з двох підсистем – попиту і пропозиції та визначення рівноважних цін на вугільну про- дукцію. Цільовою функцією моделі є сукупні витрати в задачі мінімізації або чистий прибу- ток. Модель використовується для знаходжен- ня оптимальних обсягів постачання та цін в залежності від собівартості видобутку в кон-© О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, 2013 16 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН кретних гірничо-геологічних умовах та заданої величини сукупного попиту. Змінними моделі є обсяги видобутку та ціни. Оптимальний розв’язок отримується при прогнозному періо- ді 1 рік. Проблеми експорту та імпорту врахова- ні введенням фіктивних вузлів постачання та споживання з відповідними цінами. Модель не враховує відмінності у споживчих характеристиках вугілля, використовуючи величину загального попиту на вугілля. Крім того, модель створена для фіксованої структури вугільної галузі із заданими кількостями вугле- видобувних підприємств, що характеризуються фіксованою платою за користування надрами. У такому вигляді модель не дає відповіді на питання щодо реструктуризації галузі у зв’язку з суттєвими змінами у потребі на паливо, від- сутності у покладах певних його типів (марок) та не враховує можливості реконструкції та модернізації шахт за рахунок інвестування у галузь. Іншою моделлю, яка може використовува- тись під час прогнозування видобутку вугілля по регіонах країни для виробництва електро- енергії та при переорієнтуванні теплової енергетики на вугільне паливо і навпаки на споживання газу чи нафтопродуктів, є InterregionalCoalAnalysisModel (ICAM) [2]. Об’єктом моделювання є можливі зміни обся- гів видобутку, транспортування та споживання вугілля, які можуть бути викликані альтерна- тивною енергетичною стратегією. Предметом дослідження є підприємства з видобування енергетичного вугілля. Модель містить рівнян- ня, що описують технічні аспекти видобутку та споживання вугілля, а також рівняння, що відображають зовнішні фактори впливу на вугільну галузь – обмеження на використання водних ресурсів, енергетичний баланс. Модель містить припущення стосовно вихідних даних щодо цін на товарне вугілля у кожному регіоні, а також джерел та способів постачання вугілля споживачам. Зокрема, вихідні значення цін беруться такими, що дорівнюють середньозва- женим цінам окремих підприємств, для яких вони виявились відомими у певні проміжки часу в минулому. Незважаючи на глибоке деталізоване враху- вання частини споживання, зокрема повного енергетичного балансу на рівні електричної енергії, модель враховує обіг лише енергетич- ного вугілля, не розглядаючи проблем модерні- зації шахтопідприємств в цілому, напрямків та засобів нарощування видобутку, ціноутворення та споживання вугілля коксівних марок. Натомість, в моделі фігурують обмеження на обсяги спалювання вугілля, пов’язані з норма- ми викидів забруднювачів оточуючого середо- вища. Модель вугільної промисловості Польщі [3] містить три підсистеми – постачання, вугіль- ного ринку та паливозабезпечення теплової енергетики. Підсистема постачання вугілля описує реструктуризацію галузі та закриття шахт з обмеженнями щодо задоволення потреб споживачів вугільної продукції, допустимого рівня шкідливих викидів та необхідних ресурсів на закриття збиткових шахт. У моделі вугільного ринку Польщі мінімі- зуються сукупні затрати на задоволення потре- би при частково фіксованому попиті та обов’язковому забезпеченні змінних потреб у вугіллі для споживачів на внутрішньому ринку. У перших варіантах моделі оптимізувались затрати на розподіл вугільної продукції при фіксованих потребах. Далі модель було розши- рено шляхом врахування попиту і пропозиції окремих груп споживачів на локальних ринках вугільної продукції і перетворено, таким чином, в модель локальної рівноваги. Цільовою функцією моделі вибрано суму дота- цій для виділених груп споживачів. У моделі паливозабезпечення теплової гене- рації мінімізуються витрати на постачання вугілля електростанціям з урахуванням вимог щодо якості палива. Модель складається з двох підсистем: планування постачання вугілля, та постачання вугілля у енергетичний сектор на державному рівні. Важливою особливістю моделі вугільного ринку Польщі є врахування затрат на припи- нення функціонування та закриття збиткових шахт, яким у розв’язку моделі відповідають нульові обсяги видобутку. Використання тако- го підходу в умовах української економіки, яка наразі характеризується чіткою диференціаці- єю потреби за видами вугільної продукції, неможливе без поглибленого дослідження балансів окремих марок, особливо з точки зору енергетичної безпеки держави, а також у кон- тексті поступового заміщення газових техноло- гій вугільними, що може істотно змінити марочну структуру потреби. Невід’ємною частиною даного типу моделей є врахування 17ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку соціального фактора, що потребує значного обсягу супутніх досліджень можливих напрям- ків соціального, а отже й економічного розвит- ку великих вуглевидобувних регіонів країни. Значного розвитку моделі вугільної про- мисловості отримали у роботах вітчизняних дослідників, зокрема М.М. Кулика, І.І. Павленко, Л.М. Алавердян та ін. У роботі [4] обґрунтовано доцільність вико- ристання методів математичного програмуван- ня для вирішення задачі оптимізації розвитку вугільної галузі. Сформовано основні задачі оптимізації розвитку та відповідні їм матема- тичні моделі для використання при різних про- гнозних періодах. На основі моделей М.М. Кулика досліджено ефективність капіта- ловкладень у розвиток вугільної галузі. Вони можуть використовуватися як на короткий тер- мін прогнозування, так і на довгострокову пер- спективу. В описаних моделях використо- вуються два критерії оптимізації – сумарна виробнича потужність галузі при заданих сума- рних капіталовкладеннях на часовому інтервалі прогнозування, собівартість виробництва вугільної продукції та капіталовкладення при заданій загальній потребі за марками вугілля, а також їх згортка, що подає критерій макси- мального зростання виробничої потужності при мінімальних капіталовкладеннях. У зазначеній постановці ці оптимізаційні задачі зберігають актуальність і сьогодні, але мають бути доповнені умовами функціонування галу- зі у ринковому середовищі. Зокрема, 1) ефек- тивність капіталовкладень наразі має бути обмежена граничними значеннями, які гаран- тують можливість реконструйованому вугіль- ному підприємству конкурувати на ринках вугільної продукції згідно з поточною та про- гнозованою кон’юнктурою цін. Нижче таких граничних значень шахтопідприємство підля- гає беззаперечному закриттю, а працівникам мають бути надані всі соціальні гарантії; 2) ефективність капіталовкладень має враховува- тись у моделі у вигляді змінної в часі величини, яка залежить від зміни вартості капіталу у часі згідно з правилами дисконтування. В умовах хронічної нестачі коштів на вирі- шення потреб галузі актуальною є робота [5], в якій обґрунтовано алгоритм моделювання роз- витку галузі за критерієм інвестиційної приваб- ливості шахт на основі геологічних та проми- слових факторів, що описують стан шахти. Комплексна оцінка інвестиційної привабливо- сті проводиться за результатами аналізу фінан- сової стійкості та рентабельності. Під час вико- ристання даного підходу не враховуються фізи- ко-хімічні характеристики вугілля, що мають значення при задоволенні попиту на вугілля з необхідними споживчими характеристиками. Під час розв’язання задач розподілу інвестицій між вуглевидобувними підприємствами має бути врахована частка марки вугілля, що видо- бувається на підприємстві, у балансі споживан- ня вугілля для визначення пріоритетних напрямків застосування капіталовкладень у галузь. Моделі [6] та [7] дозволяють визначити необхідні обсяги вугілля власного видобутку для різних підприємств за припущення, що запасів та власних потужностей українських вуглевидобувних підприємств достатньо для задоволення попиту. Дане припущення не відображає фактичного стану галузі та співвід- ношень між попитом і пропозицією. На сьо- годні українські вуглевидобувні підприємства не можуть задовольнити потребу у вугіллі у повному обсязі внаслідок низької якості вугіл- ля, що може бути на них видобуте, або повної відсутності окремих марок у покладах. Необхідною умовою задоволення споживчої потреби у вугільній продукції є закупівля необхідних обсягів дефіцитного вугілля на сві- товому ринку. Світовий ринок можна поділити на два гео- графічних райони – Атлантичного та Тихоокеанського басейну. Останній включає в себе усі країни Азії, Австралії та західного узбе- режжя Північної та Південної Америки. Інші країни вважаються частиною Атлантичного басейну. Росія та Південна Африка, з огляду на їх географічне розташування, здійснюють тор- гові операції на обох ринках, і, таким чином, є важелями на ринку вугілля. В 2011 р. в басейні Тихого океану було здій- снено 72,4% (573 млн т) від загальної кількості торгових потоків енергетичного вугілля, інша частина – 218 млн т – в Атлантичному басейні. Морська торгівля між двома ринками залиша- ється обмеженою – в 2011 р. від Атлантичного до Тихоокеанського ринку надійшло лише 19 млн т (за рахунок експорту з США та Колумбії) та 20 млн т – до Атлантичного басейну (індоне- зійський та австралійський експорт енергетич- ного вугілля). У 2011 р. частка енергетичного 18 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН вугілля становила лише 13,9% від загальної величини морської торгівлі. Основна частина експорту російського вугілля призначена для Європи через північні потоки, а також Балтійське, Чорне та Середземне моря. Через зростаючий попит на вугілля в Азії, як Росія, так і ПАР почали здій- снювати поставки до тихоокеанського регіону. В 2011 р. Південно-Африканська республіка експортувала майже 60% від загальної величи- ни свого експорту до басейну Тихого океану. Частка коксівного вугілля на світовому ринку переважає частку торгових операцій з енергетичним вугіллям. У 2011 р. більше ніж 85% від загальної величини світового експорту коксівного вугілля було транспортовано морсь- ким шляхом. Міжнародний ринок коксівного вугілля є висококонцентрованим. Частина австралій- ського експорту становить майже половину від загальної величини морської торгівлі, а разом із часткою експорту США у 2011 р. становила біль- ше ніж дві третини від загального експорту. Попит на коксівне вугілля в тихоокеанському басейні більше ніж у два рази перевищує попит Атлантичного регіону. На відміну від ринку енергетичного вугілля, на ринку коксівного вугілля має місце більша міжбасейнова торгівля. Основними імпортерами вугілля є Китай, Індія та Корея. Традиційні імпортери енерге- тичного вугілля з країн Азії купують близько 80% вугілля на основі довгострокових контрак- тів з щорічним ціноутворенням. Більше поло- вини вугілля США поставляється по середньо- строковим та довгостроковим контрактам на період, як правило, від одного до п’яти років. Спотова торгівля становить менше 10% від загальної величини. Термін «спотова ціна» використовується для опису короткострокових контрактних узгоджень на термін до 12 місяців. Частка короткострокових та довгострокових договорів варіюється залежно від ринкових умов та динаміки попиту і пропозиції. Внутрішні ціни, як правило, значно нижчі від експортного паритету за рахунок різниці у якості вугілля (вміст золи та сірки), нижчі транспортні затрати та різні вимоги до підго- товки вугілля. Спотові договори домінують на європей- ських ринках вугілля. Довгострокових контрак- тів на постачання вугілля мало, і, як правило, вони підписуються з плаваючою ціною. Контракти на ринку коксівного вугілля у 2010 р. змінилися з річних на квартальні. У 2011 р. частина ринку перейшла на місячні контракти із спотовою ціною. На відміну від контрактів на постачання енергетичного вугілля, азіатські покупці кок- сівного вугілля більше зацікавлені у спотовій купівлі через різні вимоги щодо якості вугілля для металургійних підприємств. Контракти на вугільному ринку, як коротко- строкові, так і довгострокові, включають у себе одні й ті самі параметри, адаптовані до кон- кретних обставин. Зазвичай у контрактах про- писані такі умови: величина обсягів постачан- ня (як правило, з допусками), якість вугілля (теплотворна здатність, зольність, вміст сірки, вологи, летких речовин), ціна та спосіб перего- ворів у майбутньому (наприклад, щорічні пере- говори або індексація); коригування цін при зміні якості, умов постачання та умов оплати. Загальна ціна на світовому ринку форму- ється на основі цін обох регіонів та залежить від граничних FOB-цін, еластичності попиту та пропозиції, експортного потенціалу та вартості морського транспортування. Витрати на видо- бування займають близько 40% від ціни FOB. При оцінці вартості перевезення необхідно враховувати ціну перевезення вугілля від місця видобутку до порту, перевалку на судна, транс- портування ним до порту призначення, пере- валку та переміщення вугілля з нього до кінце- вого споживача. Вартість транспортування вугілля морським шляхом визначається фрах- товими ставками, що залежать від типу судна. Крім цих факторів впливу на ціну вугілля на світових ринках, виділяють також інші, зокре- ма – коливання курсів валют, продуктивність видобутку у країні-експортері, ціну на нафту. Зазвичай, світові ціни на вугілля виражені у доларах США за тонну продукції або умовного палива. Ціни на енергетичне вугілля кори- гуються у відповідності з його теплотворною здатністю. При прогнозуванні цінових показників сві- тового ринку вугілля необхідно враховувати фактор впливу Китаю та Індії, як основних споживачів. Крім того, на майбутню ціну вугіл- ля впливатимуть витрати на видобування, що сильно відрізняються у різних постачальників. Опосередковано на ціну вугілля впливають ціни газових контрактів, які можуть викликати зміну у паливних балансах у разі заміни газу 19ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку вугіллям при генерації електроенергії. На території України ціна імпортованого вугілля формується додатково залежно від двох чинників, крім прибутку трейдера: транспорт- на складова та розмитнення. Оскільки кам’яне вугілля класифікується в групі 2701, за якою ставка мита дорівнює 0%, то при митному оформленні необхідно сплачувати 20% ПДВ та 0,2% митного збору. Динаміку цін на світовому ринку наведено на рисунку. Прогнозуванню цін на вугілля приділяють увагу багато міжнародних організацій, викори- стовуючи різні підходи та сценарії розвитку [8, 9]. Моделюванню розвитку світового ринку енергетичного вугілля присвячено роботу [10]. Модель включає повний аналіз моделювання розвитку національних ринків вугілля, оскіль- ки вони мають неопосередкований вплив на майбутні світові тенденції. Прогнозний діапа- зон моделі – 2006–2030 рр. Більш довгостроко- вий прогноз не проводиться через ризик викривлень, які можуть виникнути внаслідок недостовірності прогнозних даних. Модель може імітувати щорічні результати світової тор- гівлі вугіллям, тенденції потоків та цін та інве- стиції у галузь з інтервалом у п’ять років. До блоку постачання вугілля у моделі відно- сяться як власне виробництво, так і експорт. Вважається, що існують обмеження на щорічне розширення експортних потужностей з техніч- них та економічних причин. Попит визнача- ється переважно географічним фактором. Його величина дорівнює сумарному обсягу спожи- вання всіх електростанцій регіону. Попит вва- жається еластичним. Вузол виробництва визначається басейном видобутку, агрегатами видобувної компанії, типом вугілля, що видобувається, та вироб- ничими затратами, що зумовлені геологічними факторами. Також враховуються обмежені з економічної точки зору інвестиції у додаткові виробничі та транспортні потужності для задо- волення місцевого попиту. Ціна вугільної продукції визначається за одиницю енергії, що міститься у вугіллі. Курси валют, ціни на обладнання, паливо для транс- порту та інші фактори не розглядаються через складність прогнозування або однаковий вплив на всіх виробників. Припускається, що шахти з більш якісним вугіллям розробляються у першу чергу з подальшим зменшенням якості вугілля. Експорт представлений вугільними екс- портними терміналами/портами, що розташо- вані у даному регіоні, агрегованими до одного вузла. Рішення експортера – вибір оптималь- ної величини продажу кожному імпортеру за Рис. Динаміка цін на світовому ринку вугілля: 1 – енергетичне вугілля FOB-Ньюкасл; 2 – коксівне вугілля FOB, Австралія; 3 – вугілля з наднизьким вмістом летких, FOB рік та інвестицій у експортні потужності за умови максимізації прибутку. Для кожного розрахункового року модель визначає обсяги внутрішньої та зовнішньої торгівлі вугіллям, ціни та рівні інвестицій. Всі розрахунки основані на припущенні щодо кон- курентного та вільного ринку – попит може бути задоволений або за рахунок різних вироб- ників, або за рахунок імпортування. Модель дає змогу моделювати ринок та його подальший розвиток, та може бути використана для дослідження національних та світових рин- ків енергетичного вугілля при різних енергетич- них та кліматичних сценаріях. Незважаючи на детальне моделювання виробництва та поста- чання вугілля, його споживання має доволі загальний рівень, та не враховує споживчих характеристик кожної групи споживачів. Крім того, модель орієнтована на прогнозування цінових трендів енергетичного вугілля, та не відображає структуру постачання, транспорту- вання та споживання коксівних марок вугілля. З аналізу наведених вище моделей видно, що більшість моделей не розглядають імпорт у контексті розвитку національної вугільної галузі, або розглядають його як додатковий вузол навантаження з наперед заданим ціновим показником. Крім того, переважна більшість моделей не розглядає проблему видобутку, транспортування, переробки та споживання коксівного вугілля, акцентуючи увагу на вугле- видобутку енергетичних марок. Енергетичною стратегією України на період до 2030 р. прогнозоване зростання споживання вугілля за трьома сценаріями розвитку вугільної галузі. Оскільки якість українського вугілля за показниками зольності та масової частки сірки є низькою, його споживання різними об’єктами економіки держави вимагають вкладення знач- них коштів у його збагачення та встановлення систем очищення викидів продуктів згоряння. Разом з тим, з початку ХХІ ст. розвиток еко- номіки, технологій спалювання вугілля, поява докорінно нових видів палива, яке потребує значного рівня переробки рядового вугілля, зокрема в металургії (пиловугільне паливо (ПВП), кокс для ПВП та ін.), поставили задачу вугільного балансу країни вже в її асортимент- ному аспекті. Питання наявності, економічної доцільності, оптимальних обсягів постачання вугільної продукції стали розглядатися з орієн- тацією на конкретні потреби відповідних спо- живачів. Змінилося паливозабезпечення економіки в цілому. Структура паливного балансу країни, зокрема частка вугільної продукції в енергетич- ному балансі, постала у вигляді стратегічної безпе- кової проблеми, наразі не забезпеченої як інфор- маційними, так і методичними засобами [11]. Економіка України наразі функціонує в ринкових умовах. В цих умовах ефективність функціонування вугільних підприємств визна- чається, зокрема, співвідношенням ціни кон- кретного підприємства та середньоринкових цін на співставну за маркою та споживчими характеристиками вугільною продукцією на світових ринках. Оскільки ціна значною мірою визначається собівартістю, це дає змогу впо- рядкувати вугільні підприємства за технологіч- ною та економічною ефективністю. Важливим фактором регулювання інтенсив- ності споживання вугілля в країні, а, отже, й доцільних обсягів його видобутку, є наванта- ження на довкілля, що здійснюється як самими вуглевидобувними підприємствами, так і про- мисловими споживачами її продукції. Виконання європейських вимог щодо вики- дів забруднюючих речовин від об’єктів теплової енергетики накладає додаткові обмеження на обсяги спалювання вугілля за наявного рівня збагачення та очищення вугільної продукції. Зменшення викидів сполук сірки потребує додат- кових капітальних витрат, пов’язаних з встанов- ленням сіркоочисного обладнанням близько 300 дол. США / (кВт встановленої потужності). Таким чином, обсяги власного видобутку вугілля зумовлюються низкою факторів, які наведено нижче. 1. Українські споживачі вугільної продукції диференціюються за потребами у вугіллі кон- кретних марок з конкретними фізико-технічни- ми характеристиками у конкретному обсязі. 2. У покладах вугілля відсутні окремі марки, зокрема коксівного вугілля, необхідні для виготовлення металургійної шихти. 3. Вугілля, що видобувається в Україні, має низьку якість, зокрема великий вміст сірки та високу зольність, що не дозволяє його спо- живати напряму. 4. Низька якість вітчизняного вугілля потребує збагачення для тих марок, що мають здатність до нього. 5. Після збагачувальних фабрик коксівне вугілля все ще має досить низьку якість, що в 20 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН більшості випадків робить його непридатним для споживання у металургійній промисловості. 6. Непридатність українського коксівного вугілля при виготовленні металургійної про- дукції належної якості вимагає його імпорту- вання як з близького, так і далекого зарубіжжя. 7. Низька якість вугілля енергетичних марок у деяких випадках змушує імпортувати також вугільну продукцію енергетичних марок. 8. Імпортування вугілля морським шля- хом економічно доцільно здійснювати за допо- могою суден класу Panamax або Capesize, які не можуть бути прийняті у більшості українських портів та вимагають проміжної перевалки за кордоном або на рейді. 9. Собівартість видобутку вугілля укра- їнських шахт у більшості випадків вища за оптову ціну вугілля та покривається за рахунок державних дотацій. 10. Більшість українських шахт видобу- вають декілька марок вугілля одночасно. 11. Собівартість видобутку вугілля однієї марки на різних шахтах може відрізняється в декілька разів. Разом з тим, собівартість видо- бутку різних марок на одній шахті є приблизно однаковою при значно відмінних ринкових цінах на ці марки. 12. Внаслідок неможливості диференцію- вати обсяг імпортованого вугілля за окремими марками, що подається у наявних інформацій- них джерелах, прийдеться весь обсяг імпорто- ваного вугілля розподіляти за марками відпо- відно до пропорцій споживання вугілля за мар- ками. 13. Українські шахти, що знаходяться у власності держави, мають різне економічне та технічне становище та диференційовані за інвестиційною привабливістю. Першим етапом розв’язання задачі оптимі- зації розвитку вугільної промисловості, що характеризується вказаними вище властиво- стями, є визначення оптимального складу дію- чих вуглевидобувних підприємств галузі. Із врахуванням ринкової інфраструктури функ- ціонування вугільного підприємства ця задача може бути сформульована таким чином. Необхідно надати мінімум сукупним затратам на видобування, транспортування, імпортуван- ня, збагачення (1) при задоволенні потреб спо- живачів всіх типів вугільної продукції (2), (3), із врахуванням пропускної здатності транспорт- них вузлів та магістралей (4) та при виконанні вимог природоохоронного законодавства і міжнародних конвенцій (5): 21ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку У задачі (1) – (7) введено такі позначення: 22 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН Збагачення вугілля в моделі враховується підвищенням собівартості готової вугільної продукції, видобутої на і-му підприємстві на величину витрат на збагачення, а відповідні зміни обсягів – технологічними коефіцієнта- ми. У моделі виділено дві великі групи вугільної продукції – енергетична та коксівна у зв’язку з достатньо відмінними технологічними проце- сами їх перетворення та споживання, різним рівнем наявності у вітчизняних покладах, а також можливими взаємними заміщеннями цих видів в умовах їх дефіциту на ринках вугіл- ля. За необхідності виділення технологічних ланцюгів окремих видів енергетичного чи кок- сівного вугілля, а також бурого та інших низь- кокалорійних палив, асортимент продуктів моделі може бути легко розширений. Основне припущення моделі, яка розгляда- ється, полягає у тому, що сукупна проектна потужність всіх наявних у державі вуглевидо- бувних підприємств разом із можливими мак- симальними обсягами імпортування вугілля дефіцитних марок перевищують сумарну потребу споживачів, диференційовану за вида- ми (марками) вугільної продукції. Разом з тим, вітчизняні виробники та постачальники імпор- тованого вугілля відрізняються за кінцевою вартістю продукції, що надходить до спожива- ча. Тому, задача (1)–(9) дає, фактично, опти- мальну за критерієм сумарних операційних витрат сукупність виробників вугільної про- дукції власного видобутку, а також джерел її надходження за імпортом. Враховуючи достатньо високу собівартість видобутку на українських шахтах, вартість постачання влас- ного вугілля може перевищувати вартість імпортованого навіть для марок, ресурси яких розвідані в Україні. Таким чином, в оптимальному розв’язку буде отриманий перелік постачальників вугіль- ної продукції, надходження вугілля від яких до споживача буде мати найменшу вартість. Відповідно до вимог енергетичної безпеки дер- жави, частка імпорту з одного джерела не може перевищувати 30% від її загальної величини [12, 13]. Врахування цих вимог у балансово-оптимі- заційній моделі детально описано в роботі [14]. Тому, для забезпечення виконання цієї умови модель має бути доповнена обмеженнями згори щодо обсягів надходження від постачальників імпортованої вугільної продукції: де λ – частка обсягу імпортування з одного джерела, допустима згідно з вимогами енерге- тичної безпеки На сьогодні більшість українських вуглеви- добувних підприємств мають обсяги видобутку, менші від потенційно досяжного рівня. Для досягнення шахтами проектної потужності необхідні залучення інвестицій на модерніза- цію та реконструкцію обладнання, величина яких визначена у Програмі розвитку вугільної промисловості України до 2030 р. [15]. Капіталовкладення у галузь розподіляються за роками з відповідним нарощуванням виробни- чої потужності шахт, тому протягом розрахун- кового періоду будемо вважати їх сталими. Для подальшого врахування впливу залучених у минулому інвестицій на майбутній період, запропонована модель буде перероблена у модель виробничого типу, побудовану на осно- ві понять технологічного способу та техноло- гічної матриці. Переваги такої моделі для розв’язання балансово-оптимізаційної задачі було розглянуто в [16 – 18]. Розроблена авторами методика врахування фізично/технологічно зумовлених зв’язків між змінними обсягами в допоміжній системі рів- нянь економіко-математичної моделі вироб- ничого типу детально описана в [19]. ВИСНОВКИ 1. Виконаний у роботі аналіз моделей роз- витку вугільної промисловості, а також моде- лей функціонування вугільного сектору в умо- вах світових ринків вугілля дозволив визначи- ти першочергові задачі моделювання вугільної галузі України. А саме: 1) визначення раціо- нального складу шахтопідприємств галузі, включно з закриттям неефективних шахт, 2) деталізоване врахування асортиментного скла- ду потреби на вугільну продукцію, 3) оптиміза- ція напрямків капіталовкладень у модерніза- цію в ринкових умовах діяльності виробників і споживачів вугільної продукції, 4) беззапереч- не виконання вимог енергетичної безпеки дер- жави. 2. Запропонована модель оптимізації струк- тури шахтного фонду країни дозволяє визначи- ти економічно та стратегічно доцільний пере- лік високоефективних виробників вугільної продукції України в умовах функціонування світових ринків вугілля, суттєвої зміни структу- ри паливного балансу держави на користь вугілля при повному задоволенні потреб еко- номіки в необхідних видах вугільної продукції. 1. Henderson J.M. A short-runmodelforthe- coalindustry / J.M. Henderson // TheReviewofEconomicsandStatistics. – 1955. – Vol. 37, No.4. – P. 336–346. 2. Green J.W. WesternEnergy: TheInterregionalCoalAnalysisModel / J.W. Green // Natural Resource Economics Division; Economics, Statistics, and Cooperatives Service; U.S. Department of Agriculture, Technical Bulletin. – 1980. – No.1627. 3. Suwala W. ModelsofCoalIndustryin Poland / W. Suwala //Gospodarkasurowcamimineral- nymi. – 2010. – Tom 26. – S. 41–52. 4. Кулик М.М. Роль вугілля у формуванні 23ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку паливно-енергетичних балансів та оптиміза- ція розвитку вугільної промисловості України / М.М. Кулик // Проблеми загаль- ної енергетики. – 2002. – Вип. 6. – С. 7–16. 5. Павленко І.І. Механізм розвитку вугіль- ної галузі при обмежених інвестиціях / І.І. Павленко // Економіка промисловості. – 2007. – №1. – С. 93–97. 6. Алавердян Л.М. Економіко-математич- на модель оптимального розвитку вугільної промисловості України / Л.М. Алавердян // Вісник МНТУ, серія «Економіка». – №1. – С. 121–123. 7. Кудріна О.Ю. До питання про економі- ко-математичну модель організації вироб- ництва на вугле- і газовидобувних проми- слових підприємствах / О.Ю. Кудріна // Економічний вісник Донбасу. – 2012. – № 2(28). – С.143–146. 8. Medium-Term CoalMarketReport 2012. IEA. – 2012. – 144 p. 9. CoalInformation 2012. IEA Statistics. – 2012. – 520 p. 10. Haftendorn C. COALMOD-World:A ModeltoAssessInternationalCoalMarketsUntil 2030/C. Haftendorn, F. Holz, C. von Hirschhausen. – DiscussionPaper. – 2010. – No.1067. – 57 р. 11. Лир В.Е. Энергетический баланс Украины – уравнение из неизвестных. Организационно-методологические аспек- ты разработки и экономического анализа водного энергетического баланса Украины / В.Е. Лир [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://esco-ecosys.narod.ru /2010_2/art067.htm. 12. Методика розрахунку рівня економіч- ної безпеки України. Затверджена наказом Мінекономіки від 02.03.2007 р. № 60 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://me.kmu.gov.ua/control/uk/publish/arti- cle?art_id=97980&cat_id=38738 – Назва з екрану. – (Нормативний документ Мінекономіки України). 13. Земляний М.Г. До оцінки рівня енерге- тичної безпеки. Концептуальні підходи / М.Г. Земляний [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.db.niss.gov.ua/docs/ energy/EnSecZeml.pdf. – Назва з екрану. 14. Стогній О.В. Методи та засоби враху- вання факторів енергетичної безпеки в еко- номіко-математичній моделі паливозабез- печення країни / О.В. Стогній, М.І. Каплін, Т.Р. Білан // Проблеми загальної енергетики. – 2012. – № 4(31). – С.38–45. 15. Програма розвитку вугільної промисло- вості України на період до 2030 року. Міністерство енергетики та вугільної про- мисловості України. – Київ, 2012. 16. Новосельцев О.В. Балансово-оптиміза- ційна модель взаємозв’язаних систем транс- портування і розподілу паливно-енергетич- них ресурсів в контексті загальноенергетич- них балансів країни / О.В. Новосельцев, М.І. Каплін // Проблеми загальної енерге- тики. – 2009. – №20. – С. 62–68. 17. Стогній О.В. Структурні особливості балансово-оптимізаційної моделі паливоза- безпечення країни / О.В. Стогній, М.І. Каплін // Праці Інституту електроди- наміки Національної академії наук України. – 2011. – Спец. вип. Ч. 1 – С. 138–145. 18. Структурна будова та розрахункові основи економіко-математичної моделі дво- мережної системи транспортування й роз- поділу енергетичних продуктів підприєм- ства водопостачання і водовідведення / В.О. Костюк, М.І. Каплін, В.Г. Загурський, В. П. Сидоренко // Проблеми загальної енергетики. – 2010. – Вип. 1(21). – С. 54–58. 19. Каплін М.І. Врахування балансово- енергетичних закономірностей в техніко- економічній моделі складнозамкненої гід- равлічної мережі системи водопостачання / М.І. Каплін, В.О. Костюк, В.П. Сидоренко // Проблеми загальної енергетики. – 2011. – Вип. 3(26). – С. 32–38. Надійшла до редколегії 18.04.2013 Рецензент: Зав. відділу прогнозування науково-технічного прогресу в енергетиці та ефективності енерготехнологій ІЗЕ НАН України, д-р техн. наук, професор Шрайбер О.А. 24 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН
id	systemreorg-article-485
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:15:33Z
publishDate	2013
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/0f/593c74106a1e0825b0f5a18ca60e3e0f.pdf
spelling	systemreorg-article-4852026-07-18T12:57:40Z Domestic coal mining optimization under global market conditions Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R. coal, domestic mining, coal market, mining assets optimization, balance and optimization model. вугілля, власний видобуток, ринок вугілля, оптимізація шахтного фонду, балансово-оптимізаційна модель. The article presents reviews of coal industry development models by domestic and foreign authors. Their specific features as well as possibilities of taking different aspects of coal production, supply and consumption in the overall energy balance of the country into account are pointed out. The impact of currently available market price setting mechanisms upon the industry regulation and promising ways of reorganization of the branch, as well as reconstruction and modernization of certain coal mines have been analyzed. The proposed model of the mining industry structure optimization takes proper account of competitive principles of domestic mine enterprises functioning under the world’s coal market conditions. The model allows for meeting the needs of the economy for energy and coking coal by summing up the volumes of domestically produced and imported coal with regard to the structure of the demand, transportation restrictions on imported volumes and energy security requirements of Ukraine. The prospects for applying the proposed model structure to a multi-period simulation of the coal mining facilities development with regard to effectiveness of investments into the coal sector of economy are outlined. Наведено огляд моделей розвитку вугільної промисловості вітчизняних та зарубіжних авторів, виділено їх специфічні властивості й можливості врахування окремих аспектів функціонування систем видобутку, постачання та споживання вугільної продукції в загальноенергетичному балансі країни. Виконано аналіз впливу ринкових механізмів ціноутворення на регулювання галузі та перспективні напрямки її реорганізації, а також реконструкції та модернізації окремих вуглевидобувних підприємств. Запропоновано модель оптимізації структури (складу) шахтного фонду України, що запроваджує врахування конкурентних засад діяльності шахтопідприємств в умовах наявної пропозиції світових ринків вугільної продукції. Задоволення потреби економіки на енергетичне та коксівне вугілля здійснюється в моделі за рахунок підсумовування обсягів вугільної продукції власного видобутку та імпортованої із врахуванням марочної структури потреби, транспортних обмежень імпортування, вимог енергетичної безпеки держави. Окреслено перспективи застосування запропонованої структури моделі для багатоперіодного моделювання розвитку (перебудови, реструктуризації) шахтного фонду із врахуванням ефективності інвестицій в галузь. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013-07-04 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/485 System Research in Energy; No. 2 (33) (2013): The Problems of General Energy; 15-24 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (33) (2013): Проблеми загальної енергетики; 15-24 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/485/420 Copyright (c) 2013 Stohniy O.V., Kaplin M.I., Bilan T.R. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	coal domestic mining coal market mining assets optimization balance and optimization model. Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R. Domestic coal mining optimization under global market conditions
title	Domestic coal mining optimization under global market conditions
title_alt	Методи оптимізації видобутку вітчизняного вугілля в умовах світового ринку
title_full	Domestic coal mining optimization under global market conditions
title_fullStr	Domestic coal mining optimization under global market conditions
title_full_unstemmed	Domestic coal mining optimization under global market conditions
title_short	Domestic coal mining optimization under global market conditions
title_sort	domestic coal mining optimization under global market conditions
topic	coal domestic mining coal market mining assets optimization balance and optimization model.
topic_facet	coal domestic mining coal market mining assets optimization balance and optimization model. вугілля власний видобуток ринок вугілля оптимізація шахтного фонду балансово-оптимізаційна модель.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/485
work_keys_str_mv	AT stohniyov domesticcoalminingoptimizationunderglobalmarketconditions AT kaplinmi domesticcoalminingoptimizationunderglobalmarketconditions AT bilantr domesticcoalminingoptimizationunderglobalmarketconditions AT stohniyov metodioptimízacíívidobutkuvítčiznânogovugíllâvumovahsvítovogorinku AT kaplinmi metodioptimízacíívidobutkuvítčiznânogovugíllâvumovahsvítovogorinku AT bilantr metodioptimízacíívidobutkuvítčiznânogovugíllâvumovahsvítovogorinku

Domestic coal mining optimization under global market conditions

Репозитарії

Схожі ресурси