ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

   Экономические системы существуют при условии получения и расходования энергии. Потребление энергии является необходимым условием существования и функционирования экономических систем любого масштаба: макроэкономики, микроэкономики, экономики регионов или мировой экономики. Однако энергетические условия существования экономических систем отличаются от таких условий для других систем. Так биологические системы являются диссипативными системами, которые существуют при условии потребления и расходования энергии. Экономическая система существует не только при условии расходовании энергии, но и при условии создания энергоресурсов.

   Экономическая система функционирует в том масштабе, в какой она имеет возможность добывать энергию и получать доступ к энергоресурсам. Причем получение и расход энергоресурсов при функционировании экономической системы определяется, в основном, уровнем получения энергии от энергетических источников, поскольку этот уровень определяется уровнем потребления энергии отраслей и предприятий экономики.

   В настоящее время экономические системы не производят энергию в запас, сейчас только начали создаваться накопительные системы энергии. Однако эти системы разрабатываются скорее для демпфирования неравномерности временного потребления энергии и в целях энергосбережения.

   Закон сохранения энергии экономических систем форматируется следующим образом: Уровни потребления и получения энергии экономической системой равны.

   Принято, что масштаб и глубина экономических преобразований зависит от уровней труда и капитала.

   Эту диаду имеет смысл заменить триадой: экономика определяется затратой труда, капитала и энергии.

   Правда, необходимо рассматривать еще уровни информации, которая является качественно другим условием функционирования экономики. Это энтропийные факторы, которые определяют направление развития экономической системы. Система переходит из менее в более вероятное состояние или состояние с большим уровнем информации. Но это отдельный и очень серьезный вопрос, который в этой статье не рассматривается.

   Кардинальное повышение эффективности использования энергии и снижение энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) – именно такую приоритетную задачу ставят себе в текущее время многие развитые и развивающиеся страны. Так, на Генеральной ассамблее ООН в Нью-Йорке в июле этого года Глава ООН Пан Ги Мун озвучил задачу снижения энергоемкости мирового ВВП к 2050 году на 50% [4].

   Амбициозные цели на этот счет уже наметили для себя и многие страны. Так, ЕС планирует снизить энергоемкость валового продукта на 20%, Китай – на 40% [4].

   Интерес мирового сообщества к поставленной проблеме определяется, в том числе, и тем, что во многих странах мира, среди которых можно отметить Данию, Швецию, Испанию, Ирландию, США, Республику Корея и др., были разработаны национальные стандарты управления энергетикой. Среди обобщающих стандартов выделяется относительно новый европейский стандарт EN 16001, опубликованный Британским институтом стандартов BSI 1 июля 2009 года. Данный стандарт является прообразом еще более универсального международного стандарта (МС) ISO 50001:2011 [4], разработанного техническим комитетом «Энергетический менеджмент» Международной организации по стандартизации (ISO). Этот стандарт преследует своей целью предоставление руководства организациям по созданию систем и процессов, необходимых для совершенствования    энергетических    параметров,    в    том    числе    энергетической    эффективности, энергоиспользования и энергоемкости, и последующего сокращения финансовых затрат и снижения негативного влияния на окружающую среду путем систематического управления энергией (энергетического менеджмента) на основе принципа PDCA: Планирование – Действие – Проверка – Воздействие.

    МС ISO 50001:2011 формулирует требования к системе менеджмента отдельной организации. Однако, учитывая объективно существующую, отмеченную выше, триаду (затраты труда, капитал и энергия) следует сделать предположение о существовании взаимного влияния друг на друга организаций и отраслей [4] в части реализации программ повышения энергоэффективности. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

    В работах [4,10] разработан метод матриц затраты – выпуск, цена – добавленная стоимость, позволяющий проводить экономический анализ исходя из конкретной структуры всей экономики или взаимно замкнутой ее части. В работах [4,10,8] этот метод применен для анализа влияния экологических и коррупционных факторов на функционирование различных отраслей экономики

    Во многих случаях многоотраслевая структура экономических отношений допускает сворачивание этой структуры до  двух секторной модели.  В рамках двух секторных моделей можно анализировать мировую экономику развитых и развивающихся стран, промышленное производство и экологию окружающей среды, экономическую взаимосвязь основного производства и производственной инфраструктуры, рассматривать финансовый и реальный секторы экономики [4,10].

   Аналогично можно из всей структуры отраслей экономики выделить энергетическую отрасль производства энергоресурсов и рассматривать проблемы энергоэффективности из анализа выпуска и поставки энергоресурсов остальным отраслям экономики и домашним хозяйствам (объекты, потребляющие энергию, но не производящие продукцию под спрос)[4,10].

    Матричный метод анализа проблем энергоэффективности позволяет получить основные соотношения выпуска и потребления энергоресурсов на примере экономической взаимосвязи энергетического и реальных отраслей экономики и домашних хозяйств. Используя матричный метод, можно многоотраслевую экономическую систему и энергетическую отрасль свести к двухсекторной модели и анализировать условия их взаимного развития и изменения структурных показателей.

    Матричные уравнения двух отраслевой экономики производства и потребления энергии. Определение понятия «энергосбережение»

   Рассмотрим самый простой случай, когда первая отрасль это производство энергии, а вторая отрасль потребитель энергии. Общее матричное уравнение экономики записывается в следующей форме:

где I – единичная матрица, А – технологическая матрица производства продукции и поставок энергии, Y

– вектор объемов производства каждой отрасли, С – вектор внешних поставок продукции двух отраслей.

Технологическая матрица затрат продукции отраслей и энергии имеет вид:

   Коэффициент а11 определяет удельные собственные затраты на единицу производства энергии.

   Коэффициент а22 определяет удельные собственные затраты второй отрасли потребителя энергии на единицу производства второй отрасли.

   Коэффициенты а11 и а22 являются безразмерными величинами и определяются технологией производства отраслей. Коэффициенты а11 определяет собственные затраты первого сектора или долю продукции, которую первый сектор оставляет себе по отношению к полному уровню его производства. Этот коэффициент меньше единицы и тем меньше, чем меньше собственные затраты на производство этого сектора.

   Коэффициент а21 определяет поставки энергии на единицу выпуска второй отрасли, имеет размерность единицы энергии на единицу выпуска продукции второй отрасли – энергоемкость продукции второй отрасли. Если умножить этот коэффициент на выпуск второй отрасли, то получится полные поставки энергии во вторую отрасль.

   Коэффициент а12 определяет поставки второй отрасли потребителей энергии на единицу получаемой энергии, имеет размерность единицы выпуска второй отрасли на единицу выпуска энергетической отрасли – энергоэффективность продукции второй отрасли. Если умножить этот коэффициент на полный выпуск энергетической отрасли, то получится затраты второй отрасли за полученную энергию в единицах выпуска второй отрасли потребителя энергии.

   Первая строка технологической матрицы относится к сектору производства энергии и описывает затраты энергии на собственное производство и поставки ее в сектор потребителей.

   Вторая строка технологической матрицы относится ко второму, производственному сектору и описывает его затраты на полученную энергию и на собственное производство.

   Матрица «производство–поставки» продукции и энергии будет:

   Здесь за единицу принято полное производство энергии и полный выпуск производства второй отрасли потребителей энергетической отрасли. Если умножить эту матрицу на вектор столбец выпуска энергии Y1 и второй вектор столбец Y2 отрасли потребителей энергии, то получим вектор столбец поставок энергии С1 и продукции второй отрасли С2 внешним потребителям и домашним хозяйствам. Это видно из результатов такого умножения (2).

   Поставки энергии С1 внешним потребителям в данной структуре экономики можно рассматривать как энергосбережение. Если при том же выпуске второго сектора Y2 поставки энергии С1 внешним потребителям увеличатся, то это приведет к меньшим затратам энергии в данной системе или к энергосбережению.

   Энергосбережение в таком определении относится к производственным отраслям экономики.

   Энергосбережение у потребителей энергии не имеет смысла рассматривать, так как энергия это товар, который покупает потребитель. Как он расходует купленную энергию это его дело и для функционировании экономики нельзя ограничивать потребителя в использовании этого товара. Чем больше потребитель будет использовать товар с рынка, тем эффективнее будет экономика. В большом смысле энергосбережение не должно существовать в нормальных экономиках рыночного типа. Оно может существовать в экономике не рыночного, а социально перегруженного типа, когда энергия поставляется по ценам ниже себестоимости энергоресурсов. Например, в северных районах с бедным населением, которое не может оплачивать полностью энергоресурсы и государство должно поставлять энергоресурсы за счет государственных расходов. Тогда должно вводиться энергосбережение в домашних хозяйствах.

   Энергосбережение зависит от величины коэффициента а21 технологической матрицы, то есть удельными тратами энергии на единицу выпуска продукции потребителя энергии. Если записать уравнение (1) в полном виде, то получим следующую форму этого уравнения

Это матричное уравнение может быть представлено в виде системы двух уравнений:

Непосредственное решение системы из двух уравнений относительно Y1 и Y2 приводит к следующему результату. Для производства энергии:

для производства второго сектора

Из уравнения (3) энергосбережение С1 равно:

Относительное энергосбережение относительно полного производства энергетической отрасли будет определяться следующей формулой


где относительное энергосбережение,  относительные поставки продукции или удельные поставки второй отрасли потребителям
относительно полного производства энергии.

Рис.1. Зависимость относительного энергосбереженияот коэффициента затрат энергии а21 потребителями энергии.


Рис.2. Зависимость относительного энергосбережения от коэффициента затрат энергии а21 
потребителями энергии. (Рис.2 представлен в виде гистограммы)

На Рисунке 1 приведена зависимость относительного энергосбережения от коэффициента затрат энергии

а21 потребителями энергии при нескольких значениях относительных поставок его продукции с2=0, 0.2, 0.4, 0.6,1.8    и значениях технологических матриц а11= а22=0, а12=0.2.

   Относительное энергосбережение линейно уменьшается при увеличении затрат энергии а21 потребителями. С увеличением относительных поставок потребителей энергии своей продукции на рынок относительное энергосбережение уменьшается с линейным трендом.

   Уравнения энергоэффективности отраслей

   При производстве каждая отрасль использует энергоресурсы в зависимости от цены на энергоресурсы и энергоэффективности в отраслях. Технологические матрицы «затраты – выпуск» в натуральном выражении учитывают технологию производства через уровни выпуска и поставок продукции. Цена единицы продукции отраслей учитывает производство энергоресурсов, через составляющие добавленной стоимости и цену единицы энергоресурсов. Однако эти величины устанавливаются через внешние или экзогенные показатели и не вытекают из особенностей производства различных отраслей экономики. В предыдущем разделе была рассмотрена система, когда энергетическая отрасль являлась одной из отраслей экономики, а все производственные отрасли выпускали собственную продукцию. В такой модели без введения энергоэффективности отдельных отраслей затруднительно рассматривать корреляцию энергоэффективности различных отраслей и энергоэффективность всей экономики в целом.

   В этом разделе будут рассмотрены матрицы «затрат» энергоресурсов и определены энергоэффективности различных отраслей. Для этого нужно представить выпуск продукции и поставки под спрос производственных отраслей в единицах затраченных энергоресурсов, построить матрицы затрат энергетических ресурсов в экономике и получить уравнение энергоэффективности.

   Вывод матрицы затрат энергоресурсов на основе уравнения энергетического баланса

   Для получения матрицы затрат энергоресурсов необходимо дополнить матрицу производственных затрат отдельным уравнением баланса энергетических ресурсов.

Е1+Е2+Е3+…+Ei+...+Е N+Е 0= Е (7)

где Еi – затраты энергетических ресурсов в i –ой отрасли, Е0- затраты энергетических ресурсов непосредственно в секторе производства энергетических ресурсов, Е – общие энергетические ресурсы экономики.

Система уравнений в этом случае следующая. Имеется система уравнений, полученная из матрицы производственных затрат N отраслевой экономики с выпуском yi и поставками потребителям продукции ci, которая дополняется уравнением энергетического баланса:

   Последнее уравнение это уравнение баланса энергетических ресурсов, полученное тождественным образом: составляющие уравнения (7) умножаются на отношения уровня выпуска самому к себе. Тогда можно получить коэффициент удельных затрат энергетических ресурсов на единицу продукции уровня выпуска как отношение энергетических ресурсов, использованных в отрасли к ее уровню выпуска.
Неизвестные величины уравнений (8) это уровни выпуска отраслей у1, у2… уN и полная величина энергетических ресурсов экономики Е.

   Затраты энергетических ресурсов в отрасли Еi это компонента вектора энергетических ресурсов, необходимых для обеспечения уровня выпуска yi. Количество энергетических ресурсов еi, требуемых на выпуск единицы продукции i отрасли равно:

При поставке продукции потребителям можно выразить эти поставки также через уровни поставок энергетических ресурсов. Так если потребителям идут поставки под спрос сi продукции i отрасли, а выпуск каждой единицы продукции требует еi количество энергетических ресурсов, то поставки энергетических ресурсов потребителям будут:

где сi – вектор уровня поставок под спрос продукции i отрасли,

– вектор энергетических ресурсов, необходимых для обеспечения уровня поставок под спрос i – ой отрасли. Величина  представляет энергетические ресурсы, необходимые для поставок в домашние хозяйства и другие секторы конечного спроса.

Матричное уравнение «затраты-поставки» энергетических ресурсов можно выразить через вектора энергетических ресурсов следующим уравнением:

где -   матрица затрат энергетических ресурсов. Уравнение (11) решается относительно затрат энергетических ресурсов в i –ой отрасли Ei , необходимых для обеспечения уровня поставок под спрос i – ой отрасли  .

Эту матрицу можно построить из матрицы выпуск-затраты продукции следующим образом.Каждый элемент матрицы выпуск-затраты продукции  определяет отношение количества единиц продукции i отрасли, приходящийся на единицу продукции j отрасли. Для того, чтобы использовать этот коэффициент для матрицы затрат энергоресурсов  , необходимо умножить коэффициент  на отношение энергоресурсов, необходимых для выпуска единиц продукции i и j отраслей.

Тогда матрицу затрат энергоресурсов можно представить следующим образом:

Цена единицы энергоресурсов каждой отрасли находится из решения матричного уравнения, в котором вектор – строка цены  умножается на разность единичной матрицы и матрицы затрат энергоресурсов.

где  – цена единицы затрат энергоресурсов j отрасли, – остаточная цена единицы затрат энергоресурсов. Аналогично добавленной стоимости при расчете цены продукции по матрице затраты-выпуск). Система уравнений «затраты-поставки» энергетических ресурсов и их цены представляется следующим образом

По матрице затрат энергоресурсов и поставок энергоресурсов Ei для каждой отрасли определяется энергетические ресурсы  поставок в домашние хозяйства и другие секторы конечного спроса. Аналогично по цене энергоресурсов в отраслях vj определяется остаточная цена единицы энергоресурсов xi.

Матрица затрат энергоресурсов двухсекторной экономики

   Рассмотрим пример экономики состоящей из двух отраслей: сельского хозяйства и обрабатывающей промышленности и введем в рассмотрение производителей энергоресурсов, которые потребляют продукцию промышленности и сельского хозяйства и поставляют в эти отрасли энергоресурсы. Каждая отрасль производит определённое годовое количество продукции. Часть годового выпуска каждая отрасль потребляет сама, часть направляет в другую отрасль, а остальную часть поставляет производителям энергоресурсов. В этой модели мы исключили внешних потребителей и приравняли правую часть уравнения (14) к нулю.

   Производители энергоресурсов поставляют в отрасли энергоресурсы в тоннах условного топлива (ТУТ). Если производители энергоресурсов производят 300 ТУТ в год, то общие затраты энергоресурсов составляет 300 ТУТ.

   Сельское хозяйство в течение года затратило 80 ТУТ и произвело 100 единиц продукции. Для получения удельных значений затрат энергоресурсов надо эту величину поделить на валовой выпуск сельского хозяйства. Тогда можно получить, что в сельском хозяйстве затраты энергоресурсов на единицу продукции равны е1=80/100=0.8 (ТУТ/на единицу продукции).

   В обрабатывающей промышленности в течение года произвели 50 единиц продукции и истратили 180 ТУТ, поэтому удельные затраты энергоресурсов в промышленности будут равны: е2=180/50=3.6. 

  Табл. 1. Матрица затраты – выпуск продукции и затраты энергоресурсов. (Даны единицы продукции каждой отрасли: СХ – Сельское хозяйство, ОП – Обрабатывающая промышленность, ПЭ – Производители энергоресурсов)

Отрасли	Х	II   П	III Конечное потребление	Валовой выпуск
I СХ (единиц СХ)	5	0	55	100
II ОП (единиц ОП)	4		30	50
III ПЭ (ТУТ)	0	80	40	300
Удельные затраты энергоресурсов	.8	.6	0.133

  Кроме того, допустим, что 40 ТУТ энергоресурсов были непосредственно затрачены в самих производителях энергоресурсов, что по отношению к валовому уровню общих затрат энергоресурсов составляет 40/300=0.133 единиц удельных затрат энергоресурсов.

   Матрица затраты – выпуск и затраты энергоресурсов Aik приведена в Табл. 1, которая форматирует следующую технологию. Чтобы удовлетворить запросы домашних хозяйств, сельское хозяйство должно произвести 55 единиц продукции сельского хозяйства. Для этого сельское хозяйство должно иметь валовой выпуск в 100 единиц продукции. Из этого количества 55 единиц продукции поставлять производителям энергоресурсов, 20 единиц поставляется обрабатывающей промышленности как сырьё для промышленного производства и 25 единиц продукции должны остаться в сельском хозяйстве.

Вторая отрасль – обрабатывающая промышленность поставляет сельскому хозяйству 14 единиц продукции обрабатывающей промышленности (единицы ОП), 6 единиц ОП использует в своей отрасли для поддержания уровня производства и должна поставить производителям энергоресурсов 30 единиц ОП. Для удовлетворения этих потребностей и проведения поставок вторая отрасль должна произвести 50 единицы продукции ОП.

Эти соотношения между затратами и поставками в отраслях зависят от технологии производства в сельском хозяйстве и промышленности, величины потребного валового выпуска и совокупного потребления. Для того, чтобы составить матрицу, не зависящую от уровней производства и потребления, необходимо рассчитать удельные коэффициенты затрат и поставок по отношению к валовому выпуску каждой отрасли.

Матрица относительных затрат для двух секторов, построенная по натуральным затратам Табл. 1 приведена в (17).

Для того чтобы построить матрицу затрат энергоресурсов надо изменить матрицу затрат в натуральном исчислении

коэффициентами затрат энергоресурсов в каждом секторе: е1=0.8, е2=3.6. Тогда матрица затрат энергоресурсов будет:

Уравнение энергоэффективности

Задача этого раздела вывести уравнение для энергоэффективности (ЭЭ). Для этого можно использовать матричное уравнения для затрат энергоресурсов(14). 

Матричное уравнение для затрат энергоресурсов   верно для любых уровней выпуска или уровней поставок под спрос. В том числе для нулевых уровней поставок под спрос. Величина  представляет энергетические ресурсы, необходимые для поставок сельского хозяйства и обрабатывающей промышленности в домашние хозяйства и другие секторы конечного спроса. Рассмотрим решения этого уравнения как в предыдущей двухсекторной модели для случая =0.

Решение этой системы уравнений относительно энергоресурсов при производстве продукции существует при условии равенства нулю определителя этой системы уравнений.

В матричном виде это уравнение будет иметь следующий вид.

Частное решение этого уравнения можно получить, если приравнять нулю сумму коэффициентов каждой строки определителя.

Если подставить в это уравнение общее выражение для матричных элементов матрицы затрат энергоресурсов, то получим следующее соотношение.

Эта система j уравнений может быть преобразована, если каждое уравнение поделить на еj.


Если рассматривать величины обратные затратам энергоресурсов выпуска единицы продукции как компоненты вектора – столбца, то это уравнение можно переписать:

Компоненты вектора еi имеют размерность количества единиц энергоресурсов на единицу выпуска продукции i отрасли и определяют энергоемкость продукции. Если ввести вектор hi обратный вектору еi:

, то он будет определять количество единиц продукции i отрасли, производимое единицей энергоресурсов этой отрасли. Эта величина определяет энергоэффективность выпуска продукции i-ой отрасли.
Тогда уравнение (21) можно преобразовать в уравнение энергоэффективности:

   Решение системы уравнений (22) относительно энергоэффективности отраслей будет существовать, если определитель этой системы уравнений равен нулю. Однако матрица (22) это матрица выпуска уравнения(1), определитель которой по определению не может быть равен нулю. Уравнение (1)
должно иметь решения относительно выпуска продукции yi и обратного уравнения относительно уровней поставок под спрос сi. При этом матрица 1-А уравнения (1) должна иметь обратную матрицу. Поэтому основное условие для матрицы  1- 
– это существование обратной матрицы, что может быть только в случае, если определитель этих матриц не равен нулю.

   Таким образом, система уравнений (22) относительно энергоэффективности без правой части не имеет решения.

   Поэтому исходное предположение о равенстве нулю правой части уравнения (19) не может быть использовано. Эта проблема может быть решена только с введением дополнительного вектора – столбца qj в правую часть уравнения (22).

  Тогда уравнение должно иметь вид:

Смысл вектора qj может быть найден из следующих рассуждений. Можно переписать уравнение (22) в раскрытой форме:

Это уравнение показывает, что энергоэффективность по выпуску продукции или производственная энергоэффективность отрасли уменьшается за счет затрат энергоресурсов, вызванных технологическими затратами как в самой отрасли, так и в других отраслях, связанных с исходной отраслью коэффициентами   технологической матрицы затрат. Поэтому вектор qj определяет реальную энергоэффективность на уровне потребления конечной продукции. Назовем этот параметр потребительская энергоэффективность. Поскольку коэффициенты затрат энергоресурсов в сельскохозяйственном секторе и секторе обрабатывающей промышленности равны е1=0.8, е2=3.6, то можно построить следующую структуру энергоэффективности двухсекторной экономики.

Таблица 2 Структура энергоэффективности двухсекторной экономики

	Отрасль 1 Сельское хозяйство	Отрасль 2 Обрабатывающая промышленность
Затраты энергоресурсов (е)	е1 =0.8	е2 =3.6
Производственная ЭЭ (hi=1/еi)	h1= 1.25	h2= 0.28
Потребительская ЭЭ (qi)	q1=0.826	q2=0.071

Энергоэффективность выпуска и потребления продукции для двухсекторной экономики с параметрами, приведенными в Табл. 2, определяется следующим матричным уравнением:

и системой уравнений

   Значения потребительской энергоэффективности, рассчитанные по этим уравнениям, равны: q1=0.826, q2=0.071, как это приведено в Табл. 2.

   Потребительская энергоэффективность зависит от производственной энергоэффективности обеих отраслей. Так потребительская энергоэффективность первой отрасли или сельского хозяйства q1 составляет 1.75     от ее производственной энергоэффективности h1 с вычетом 0.4 доли производственной энергоэффективности h2 обрабатывающей промышленности. Это происходит вследствие того, что обе отрасли связаны взаимными затратами, поэтому энергоэффективности каждой отрасли является многофакторной величиной, зависящей от энергоэффективности других отраслей. Уравнения (24) позволяют исследовать взаимное влияние энергоэффективности различных отраслей.

   Допустим, что производственная энергоэффективность обрабатывающей промышленности увеличить на единицу: h2+1. Изменение производственной ЭЭ h2 приведет к изменению потребительской ЭЭ q1 и q2 до значений q'1 и q'2. Подставив значение h2+1 в уравнения (24), получим

Теперь из этих уравнений вычтем уравнения (24),

   Из этих уравнений видно, что потребительская энергоэффективность обрабатывающей промышленности q'2 увеличится на 0.88 единиц, а сельского хозяйства уменьшится на 0.4 единицы.

   Аналогично, если производственная энергоэффективность сельского хозяйства увеличится на единицу: h1+1, то ее потребительская энергоэффективность увеличится на 0.75 единиц, а обрабатывающей промышленности уменьшится на 0.14 единицы.

   Обратные уравнения относительно производственной энергоэффективности выпуска продукции будут определяться матричным уравнением.

Матрица, обратная матрице выпуска (17)  , равна:

и система уравнений для производственной энергоэффективности выпуска продукции в отраслях будет иметь следующий вид:


   Энергоэффективность выпуска продукции в отраслях определяется количеством продукции, выпущенной каждой отраслью на единицу энергоресурсов, потребленных в этой отрасли. Она определяется линейной комбинацией потребительской энергоэффективности обеих отраслей с соответствующими коэффициентами.

   По определению энергоэффективности размерность этой величины равна размерности единицы продукции на единицу энергоресурсов. Поэтому сравнивать различные отрасли по энергоэффективности в натуральном выражении не имеет смысла, так как они измеряются в разных единицах. Для проведения такого сравнения необходимо определить стоимостное выражение производительности энергоресурсов, как стоимость продукции, произведенной с потреблением энергоресурсов.

Уравнение для стоимости производственной энергоэффективности отраслей Цена продукции отраслей определяется уравнением:
 
где pi, v j векторы – строки цены и добавленной стоимости продукции, соответственно.
Если умножить цену продукции на энергоэффективность выпуска этой продукции то получится энергоэффективность выпуска продукции в отраслях в стоимостном выражении или стоимость энергоэффективности производства или как стоимость продукции, произведенной на единицу энергоресурсов.

В этих равенствах не предполагается суммирование по индексу j. Стоимость потребительской энергоэффективности будет равна произведению добавленной стоимости vj на потребительскую энергоэффективность qj:

Тождество стоимости энергоэффективностии

Если цену продукции отрасли умножить справа на потребительскую энергоэффективность этой отрасли , то получим выражение

В этом выражении предполагается суммирование по одинаковым индексам. Произведение в левой и правой частях надо просуммировать по индексу j. Произведение прямой и обратной матрицы выпуска даст единичную матрицу и можно записать:

   Это экономическое тождество для энергоресурсов: Сумма произведения цены продукции на потребительскую энергоэффективность равна сумме произведений добавленной стоимости на производственную    энергоэффективность.

   Корреляции энергоэффективности отраслей

   Поскольку различные отрасли экономики связаны технологически через матрицу затрат, то энергоэффективность каждой отрасли должна коррелировать и влиять на энергоэффективность других отраслей. Изменение энергоэффективности одной отрасли неизбежно должно приводить к изменению энергоэффективности остальных отраслей.

   Рассмотрим корреляцию энергоэффективности на примере уравнений ЭЭ двух секторной экономики (24). Поделим первое и второе уравнение системы (24) на h1 и h2, соответственно и введем величину относительной ЭЭ h21 = h2/h1 и относительной потребительской ЭЭ как ее отношение к производственной ЭЭ: q1'=q1/h1  и q2'=q2/h2. Тогда уравнения (24) будут

Рис.3. Относительные потребительские ЭЭ двух отраслей q1'(ряд 1) и q2'(ряд 2) vs. относительной ЭЭ отраслей h21 = h1/h2

На Рис. 3 представлена зависимость относительных потребительских ЭЭ двух отраслей q1' и q2' от относительной производственной ЭЭ двух отраслей h21 = h2/h1. Из этих зависимостей можно получить ряд интересных данных.

   Если ЭЭ второй отрасли увеличивается, то относительная ЭЭ первой отрасли падает от 0.7 до 0 в то время как ЭЭ второй отрасли возрастает от 0 до 0.8.

   Пределы изменения относительной ЭЭ двух отраслей h21 = h2/h1 устанавливаются от 0.2 до 1.9. Таким образом, величина ЭЭ отрасли может быть не больше чем в 5 раз больше ЭЭ другой отрасли.

   Максимальная величина потребительской ЭЭ первой отрасли не может быть больше 0.7, а второй 0.8.

   Эти соотношения определяются коэффициентами матрицы затрат. Для других технологических матриц секторов экономики эти соотношения будут меняться.

   Заключение

   В работе предложено понятия «энергосбережение», определенное как возможные поставки энергии внешним потребителям в данной структуре экономики за счет экономии энергии в выпускающих продукцию отраслях, выведено уравнение энергоэффективности и введены новые понятия «производственная и потребительская энергоэффективности», как энергоэффективности отраслей на уровнях их производства и потребления их продукции. Получены матричные уравнения для их расчета и анализа энергоэффективности отрасли с учетом взаимного влияния различных отраслей друг на друга. Анализируется эффект корреляции потребительской и производственной энергоэффективности различных отраслей экономики.

  Конкретные расчеты этих величин и корреляций необходимо проводить для экономических систем, для которых известны потоки продукции между отраслями, их выпуски и поставки под спрос, а также затраты энергоресурсов в отраслях.

1.    Многоотраслевую экономическую систему и энергетическую отрасль свести к двухсекторной модели и анализировать условия их взаимного развития и изменения структурных показателей.

2.      Исследовать структуру производства и потребления тепла и электроэнергии в рамках закона сохранения производства энергоресурсов, а так же структуру взаимодействия двух типов энергоресурсов – тепла и электроэнергии.

3.     Рассмотреть и проанализировать энергопотребление и энергоэффективность конкретных моделей экономики реальных государств.

4.   Определить величины энергосбережения моделей реальной экономики.

 

Список литературы

1.      Anne P.Carter. Changes in the Structure of the American Economy, 1947 to 1958 and 1962 , Review of Economics and Statistics. 1967. May. XLIX

2.      ISO 50001:2011 «Energy management systems – Requirements with guidance for use» [Electronic resource] / International Organization for Standartization. – Geneva, Switzerland, 2011. – 22 p. – Mode of access: http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=51297.

3.      US Department of Commerce // Survey of Current Business.1964. No.11.

4.      Григорьев Л.М. Нужны новые стимулы, чтобы снизить энергоемкость ВВП к 2020 году на 40 процентов / Л.М. Григорьев, С.В. Кондратьев // Российская газета. – 2010. – №5322 (243).

5.      Кустов Е. Ф. Экономика и коррупция. Lap-Lambert, 2012 , 580 с.

6.      Кустов Е. Ф., Кустов М. Е. Экологический анализ. Lap Lambert, 2011, 260 c.

7.      Кустов Е.Ф. Аналитическая экономика т.1, 2 Тамбов: Першина, 2005, 504 с.

8.      Кустов Е.Ф. Матричный метод анализа влияния коррупции на экономику. Экономический анализ. Теория и практика. 2011, 31(238), с. 47-55.

9.      Кустов Е.Ф. Энергия экономики. Методы расчета энергоэффективности и энергосбережения. Lap-

lambert, 2012, 355 с.

10.   Леонтьев В. Экономические эссе, М.: Издательство политической литературы, 1990, 319 с.

11.   Лозенко В.К. Развитие организационных механизмов – ключевой фактор инновационного прогресса в управлении энергоэффективностью [текст] / Лозенко В.К., Агеев М.К. // Контроллинг. – 2012. - №1.