ІМІТАЦІЙНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОГНОЗУВАННЯ ПОПИТУ НА ПАЛИВО З УРАХУВАННЯМ ЕКОЛОГІЧНИХ ОБМЕЖЕНЬ

Анотація

У статті запропоновано вдосконалену імітаційну математичну модель прогнозування попиту на паливо та його види з урахуванням екологічних зобов’язань, що взяла на себе Україна стосовно Зеленого енергетичного переходу, обмежень на викиди парникових газів та забруднюючих речовин. Огляд українських і зарубіжних публікацій свідчить про те, що багато з них не можуть бути застосовані до умов України через високу нестабільність економіки у зв’язку з агресією росії. Метою дослідження є розвиток імітаційної математичної моделі прогнозування попиту на паливо, яка на верхньому рівні враховує показник граничних викидів парникових газів у 2030 р., що дає змогу вибирати прогнозні сценарії попиту на паливо, передусім на вугілля і нафтопродукти, які за сумарними прогнозними обсягами викидів парникових газів від споживання палива відповідають визначеним обмеженням на граничну енергоємність ВВП. Обмеження на викиди забруднюючих речовин розглядаються на рівні технології як доповнення до цієї імітаційної моделі. Автори представили розроблення, аналіз та вдосконалення імітаційної математичної моделі, призначеної для опису складних динамічних процесів, що відбуваються у технічних системах із розподіленими параметрами. Модель ґрунтується на рівняннях у частинних похідних, які враховують вплив просторових неоднорідностей, зовнішніх керуючих дій та нелінійних ефектів у системі. Наведено постановку завдання, умови коректності та принципи побудови чисельної схеми для розв’язування рівнянь. Проведено аналітичне дослідження стійкості та збіжності отриманих розв’язків, а також розроблено алгоритм ідентифікації параметрів моделі за експериментальними даними. Наведено приклади моделювання для різних значень параметрів, що підтверджують адекватність запропонованого підходу та можливість його застосування до опису процесів у реальних технічних системах. Наведено приклади різних варіантів модернізації Бурштинської ТЕС, які дають змогу знизити питомі викиди вуглекислого газу і забруднюючих речовин. Розраховано питому плату за викиди парникових газів, що діє в Україні, та усереднену для Європейського Союзу. Розроблено рекомендації щодо застосування запропонованих сценаріїв. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації керування, підвищення енергоефективності та зниження втрат у промислових і енергетичних об’єктах.