//УРАН Институт Народнохозяйственного Прогнозирования. Открытый семинар «Экономические проблемы энергетического комплекса».

Б. И. Кудрин «Стратегия развития электроэнергетики до 2060 года». 2010. С. 4-25.

782. Стратегия развития электроэнергетики.

Шесть лет назад мною на этом же семинаре был сделан доклад «Государственный план рыночной электрификации Росси». За прошедшие годы темпы подъема ВВП и развития электроэнергетики РФ оказались не выполненными, а основные положения доклада [1] лишь актуализировались, подкрепленные новыми теоретическими [2, 3] и практическими [4, 5] разработками.

Существование Российской Федерации (да и других стран) через 50-60 лет неразрывно связано с электрообеспечением и действием некоторых фундаментальных законов Природы, которые были замечены в начале прошлого века в физике, биологии, экономике, информатике и которыми стали активно руководствоваться со времени завершения индустриализации и исчерпания возможностей классического менеджмента. Речь идет об инвариантах, подобных системе небесной механики И. Ньютона (1697). И если механика предсказывает затмение, то техноценологические представления третьей научной картины мира [6, 7] дают возможность назвать инварианты электроэнергетики к концу этого века, включая области генерирования и распределения электрической энергии.

Обоснование периода в 60 лет взято не случайно, и связан он с цикличностью, восходящей к К. Марксу и Н.Д. Кондратьеву. Это и индустриализация 1926-1990 гг., незавершенность которой признается обращением к модернизации; земельно-экономические реформы, нерешенные со времен Столыпина и НЭПа; проблемы Второй мировой. Более 60 лет потребовало становление всех трех областей получения и использования электричества:

• электротехника (1820 - Ампер, Фарадей, Эрстед, Био и Савар; 1881 - Принятие основных единиц электромагнитной системы; 1906 - Образование МЭК; 1932 - Обобщение триумфа электротехники);

• электроэнергетика (1891 - Трехфазные генерация, трансформация, транспорт (ЛЭП); 1920-2003 - План ГОЭЛРО; 1984 - Гостирование термина электроэнергетика; 2003 - Закон «Об электроэнергетике»);

• электрика (1926 - Проектирование электрического хозяйства заводов; 1934 - Решение по подстанциям малой мощности и эксплуатации электрического хозяйства; 1944 - Постановление Государственного Комитета Обороны о службе главного энергетика при мощности 1000 кВт; 2008 - Постановление Правительства РФ об электроснабжении).

Обратимся к интенсивно обсуждаемым концептуальным положениям плана ГОЭЛРО, принятого в 1920 г. и решающего задачу: «Россию всю, и промышленную, и земледельческую сделаем электрической... централизовать энергию всей страны» (В. И. Ленин).

Концептуальные положения плана ГОЭЛРО:

• социалистическое строительство осуществляется по единому государственному плану (Госплан, Госснаб, Госстрой): директивность плана;

• индустриализация опирается на опережающее развитие тяжелой промышленности (1933 г.: гр. «А» - 58, гр. «Б» - 42%);

• производство концентрируется путем сооружения комбинатов на базе энергетических центров;

• перемещение промышленности, ориентированной на сооружение моногородов с привязкой социальной сферы к основному производству;

• опережающее развитие электрификации при централизации электроснабжения такое, чтобы рост электроемкости опережал рост производительности труда и рост выпуска продукции.

План, окончательно замененный Законом 2003 года «Об электроэнергетике», опирается на постулат - все в руках государства. Между тем, оптимальным вариантом в 1913 г. была признана генерация частная (к чему мы и пришли). Какую бы положительную роль ни сыграл ГОЭЛРО в деле индустриализации России, его основные концепции устарели к 60-м годам XX века.

Но главное - электрификация всей России не состоялась. Сегодня 2/3 наших территорий - без света, 10-20 млн. россиян - без надежного электроснабжения. Протянуть ЛЭП и ее поддерживать возможно не везде, а завоз дизельного топлива поднимает оплату до 60 руб./кВтч.

Теоретически рассмотрим произошедшее. В средине прошлого века цивилизация пошла по постиндустриальному пути, став обществом потребления. Техническая реальность стала всеобщей: техносфера вобрала в себя биосферу. Человек с шунтом в сердце и искусственной почкой уверенно шагает по планете, не считая нужным признать независимое от него развитие техногенного мира. Объективность же существования и эволюции технической реальности позволила мне, вслед за Анаксимандром, утверждать, что все материальное есть или мертвое, или живое, или техническое. Причем, техническое принципиально подразделяется на техническое мертвое, локально не противодействующее второму закону термодинамики; техническое живое, оперирующее с органикой и прочитанным генетическим текстом; технетическое, которое требует для своего функционирования энергетического, материального, информационного обеспечения и которое не может жить вне сообществ технических изделий - техноценозов.

Потребовалась наука о технической реальности - технетика, подобная физике и биологии. Технетика - понятие, замещающее и включающее в себя как единое целое документально определяемые составляющие:

• техника, технология, материалы, потребительные продукты, экологические воздействия;

• наука о современной документированной технической реальности, преимущественно опирающаяся на постулаты третьей научной картины мира;

• наука о техноценозах, на структуру построения и существования которых накладываются гиперболические Н-ограничения; наука о законах и закономерностях техноэволюции и, прежде всего, о законе информационного отбора, который определяет узловые точки научно-технического прогресса и последствия научно-технических революций.

Наконец, технетика - комплекс наук о становлении технической реальности, начиная с орудийности и обладания огнем, продолжившейся ремеслом и рождением документа, мануфактурой, индустриализацией, глобализацией и информационными технологиями XXI века. Среди множества определений технетики главным остается исследование техноценозов, активно развиваемое уже и американскими учеными.

Любое техническое изделие создается, конструируется на основании физических законов. В соответствии с первой научной картиной мира Ньютона-Максвелла для одних и тех же исходных данных результат строго однозначен. Тогда мы можем предсказать затмение солнца вперед (назад) на 1000 лет и рассчитать трансформатор, электродвигатель, любое изделие. Затем рассчитанное изделие по документации НИОКР нужно реально сделать. И оказывается, что всегда есть допуски по массе, габаритам, размерам (точно сделать нельзя, и ракета «Булава» летит не по точно рассчитанному). И это различие - отражение второй вероятно-статистической картины мира Бора-Эйнштейна, где неточность описывается в пределе нормальным гауссовым распределением, которое для инженера не сильно меняет картину мира, потому что речь идет о наличии математического ожидания (и других моментов) и конечной ошибке (дисперсии). Однако автомобиль, попавший в техноценоз многочасовой пробки, расходует топливо не по Гауссу (существует множество процессов, где среднее применять ошибочно).

Сделаем следующий шаг, констатируя, что техническое начинает собираться вместе, образуя цех, завод, отрасль; квартиру, поселение, город, регион. Каждый из этих объектов можно рассматривать как систему и устанавливать вход, выход, прямые и обратные связи, тем самым выходя на кибернетику. Но продуктивнее рассматривать завод или город как сообщество, где появление единичного (штуки-особи) не предсказуемо. Оказалось, что структура ценозов изделий инвариантна. В любом и каждом ценозе существует вполне определенное разнообразие видов изделий и вполне определенное соотношение «крупное-мелкое» (табл. 1); инвариантность математически представима аппаратом гиперболических Н-распределений, не имеющих среднего и имеющих бесконечную дисперсию.

Таблица 1.

Видовое Н-распределение годового объема капитального и среднего ремонтов.

Иными словами, здесь не действуют центральная предельная теорема и закон больших чисел. В пределе - увеличение выборки не снижает дисперсию (ошибку), но увеличивает ее до бесконечности.

Таблица 2

Фактическое разнообразие установленных турбин электростанций.

Техноценоз

Виды (типоразмеры), S

Штуки

(особи), U

Ноева каста,%

Н-показатель

γ≈!+α

Минэнерго СССР

Центр

Поволжье

Западная Сибирь

Урал

Казахстан

298

1828

225

246

133

119

161

0,481

0,544

0,394

0,584

0,468

0,358

1,68

1,76

1,80

1,71

1,39

1,06

* В РФ в 2008 году установлены 1523 турбины на 310 ТЭС; 1443 генератора на 297 ТЭС…

Рис. 1. Графическое представление табл. 1.

Эта закономерность описывается распределением простых чисел по повторяемости. Природа ввела дискретность чисел, сказав, в частности, что электродвигатели завода (см. табл. 1, рис. 1), турбины устанавливаемые в стране (см. табл. 2), должны соответствовать распределению простых чисел. Поразительно!

Ценологическое распределение по разнообразию характеризуется тем, что 40-60% всех видов, образующих все доменные печи, прокатные станы или турбины электростанций страны, электродвигатели и трансформаторы одного предприятия, уникальны (единичны). Но 5-10% оставшихся видов (они охватывают 40-60%) штук-особей) являются массовыми, стандартными, унифицированными - повторяющимися (рис. 2).

Рис. 2. Ценологические ограничения по разнообразию

(гармоничность Н-разнообразия).

Так мы пришли к трем научным картинам мира (табл. 3). Принципиально, что для третьей ценологической не может быть предложена система отсчета, позволяющая сравнить два ценоза. Например, Магнитка и Липецк имели одинаковую мощность - 800 МВт, одинаковый расход электроэнергии - 5 млрд. кВтч и т.д., вплоть до одинаковости трансформаторных подстанций и ячеек. Однако эти заводы технологически совершенно различны. Более жизнен пример с обменом квартир, где любое описание требует осмотра квартиры и окрестностей.

Подтвердим действенность третьей научной картины мира, опираясь на инвариантность структуры физических, биологических, технических, информационных, социальных ценозов.

Начнем с распределения галактик, по Хольцмарку, которое имеет характеристический показатель 1,5. Эта же цифра характеризует распределение химических элементов в земной коре, по Ферсману; космического мусора, имеющего более 15000 наименований (видов).

Таблица 3.

Научные картины мира.

Классическая Ньютона-Максвелла

Вторая вероятно-

статистическая

Третья ценологическая

(технетическая)

1К. Справедливы принцип относительности, принцип невозможности: в момент создания два одинаковых продукта-изделия (особи одного вида) неразличимы в пределах паспортных характеристик вида.

2К. Изделие-вид (действующая техника, применяемая технология, используемые материалы, выпускаемая продукция, возникающие отходы) полностью и однозначно определяется конечным набором параметров в рассматриваемый момент времени.

ЗК. Пространство безгранично, абсолютно, однородно и изотропно, а время выражает длительность бытия; уравнения механики и электродинамики – обратимы.

Абстрактные (идеальные) объекты исследования и управления

Тела (поля) и движение (траектории)

Методологический подход

Натурфилософский, метафизический

Область действия в науке и практике применения электричества

Единичные электротехнические изделия, комплексы и конечные электрические цепи; дифференциальное и интегральное исчисление, механика Ньютона и электродинамика Максвелла, принцип наименьшего действия в математической форме Лангранжа и Гамильтона

1В. Существует вероятность события как число, связанное с этим событием так, что вероятности в теоретическую модель входят в качестве свободных параметров, и можно говорить о численной практической достоверности, определяемая законом больших чисел и центральной предельной теоремой.

2В. Параметры ряда изделия одного вида определяются законом распределения (в пределе - нормальным) так, что при состоятельной, несмещенной и эффективной оценке и принятой доверительной вероятности существуют и вычислимы математическое ожидание и дисперсия.

ЗВ. Пространство может быть любой вычислительно-приемлемой размерности и любой геометрии, а время - лишь поставленная наблюдателем метка события, характеризующая последовательность смены состояний или длительность чего-либо.

Процессы и системы

Системно-кибернетический

Электрические сети и системы, режимы, оценка устойчивости; теория вероятностей и математическая статистика, кибернетика, теория больших или сложных систем, системный анализ, исследование операций, технический анализ, многокритериальная оптимизация.

1Т. Может быть предложено достаточно много систем отсчета, относительно которых два ценоза могут быть равноправны и неравноправны, а сами системы различны по объективности знания, фиксируемого документально.

2Т. Состояние ценоза в любой фиксируемый момент времени не определимо любой наперед заданной системой показателей тождественно точно: чем больше параметров и точнее каждый из них конвенционно определяется, тем менее точно для каждого момента времени описывается ценоз.

3T. Для ценозов существует направленность развития в ограниченном неоднородном евклидовом пространстве и феноменологическом времени, концептуально исключающая обратимость, абсолютность времени и его однородность.

Ценозы и структуры

Струкгурно-ценологический.

Электрическое хозяйство, электротехническое и электроэнергетическое обеспечение с оценкой электросбережения; гиперболические Н-распределения, фрактальная геометрия, ценологический анализ, ограничения самоорганизации, структурно-топологическая оптимизация.

Для биоценозов, которые активно изучаются с начала прошлого века, это распределение подтверждено для растений, животных всех стран и континентов. Закономерно ли, что различие живых организмов по массе на 30 порядков, как и у космического мусора? Несомненно, что оба ценоза описываются одним математическим аппаратом, с одинаковыми численными значениями характеристического показателя.

Проверка Н-распределения для техноценозов произведена на 1000 выборок (аналогичных табл. 1), охватывающих 2,5 млн. ед. штук-особей различного оборудования.

С начала прошлого века активно изучаются различные тексты, цитируемость, другие информценозы. У нас и за рубежом этим негауссовым феноменом занимается множество исследователей. Нами проверена гиперболичность на ряде информценозов и показано, что по разнообразию слов-особей «Евгений Онегин» гениальнее, чем ценоз «электродвигатели Карметкомбината»-штуки-особи Ошурковым М.Г. проверена инвариантность структуры на статьях и учебниках по электрике, содержащих свыше 2,5 млн. слов, и подтверждена применимость ценологической теории.

Обращаясь к социоценозам, можно напомнить хорошо известное экономистам распределение Парето, представимое кривой Лоренца и коэффициентом Джини. Парето утверждает, что 10% самых богатых не должны быть богаче 10% самых бедных более чем в 10 раз (у нас это соотношение существенно нарушено). Устойчивость Н-распределения хорошо демонстрируется и числом жителей по городам США за 140 лет.

Оба примера хорошо иллюстрируют слабость ценологической теории. Пусть рассчитано среднее (для конечной выборки это можно сделать). Но оно не определяет значение первой точки на гиперболе, которая может быть вообще из другого ценоза (как Абрамович и Москва [4]). Сложно и с саранчевым хвостом гиперболы, где элемент-штука то возникает, то исчезает (как малый бизнес). Выстроив гиперболу, отслеживают тренд каждой точки и их взаимную конкордацию [9], но некоторые объекты (штуки-особи, виды) приходится объединять в группы, а часть - в кластеры, где действует нормальное распределение, а весь аппарат кибернетики рассматривается как часть технетики.

Итак, показано, что любая из существующих на Земле материальных и идеальных реальностей образует со временем ценозы, структура которых инвариантна. Устойчивость Н-распределения как некоторая инвариантность применительно к технической реальности открыта мною с приоритетом 1973 г. [10]. Что касается общей ценологии и математического аппарата, то сформулировано семь отличий от исследований других ученых, в частности Ципфа:

1. Необходимость формализованного описания ценоза.

Ценоз образован элементами-особями, каждые две из которых неотличимы, но могут быть идентифицированы поштучно, оставаясь одного вида или различимы (разных видов):

т.е. каждый элемент-особь помечается парой чисел: номером, присваиваемым особи , где U- число особей одного семейства,

образующих текст длиной Т, и номером вида = 1, 2, …, S, где S- число видов, образующих словарь объемом V. Особи одного вида неразличимы и образуют популяцию. Виды, каждый из которых представлен равным числом особей, образуют касты к_к =1, 2, …, К, т.е. каждая из каст есть множество, образованное популяциями одинаковой численности. Распределение видов (видовое гиперболическое H-распределение) - это распределение популяций одинаковой численности по кастам.

Будем считать однозначными обозначения

где - непрерывный аналог мощности (численности) популяций i (i - всегда дискретная величина, i =[x]); а > 0 - характеристический показатель; постоянная распределения - γ = 1 + α; W₀ = AS, W₁ = [W₀], где W₀ - теоретическое, не обязательно дискретное значение, и W₁ - фактическое (экспериментальное) значение первой точки; А - постоянная распределения, которую находят из условий нормировки.

2. Частотным распределением пользоваться не следует.

Относительные частоты появления касты описываются непрерывной кривой:

где 1 >А > 0; > 0 - константы.

Теоретически происходит утрата представлений о «размере» ценоза: исчезают сведения о суммарном U - количестве особей (длине текста Т = ) и объеме словаря (количестве видов в выборке V =).

Ценозы, равные по количеству особей, совершенно не сопоставимы по , и повторяемости d. Общая тенденция - снижение численности первой касты с увеличением объема выборки прослеживается, но возможно и обратное.

3. Приоритетная естественность для дискретных величин видового распределения перед ранговым.

Выявление фундаментальных причин подчиненности физико-химических, биологических, технических (технетических), информационных, социальных ценозов гиперболическим H-ограничениям предполагает необходимость связать идеи глобального эволюционизма с негауссовой статистикой, с видением мира, где отсутствует математическое ожидание (среднее), а дисперсия бесконечна (сколь угодно большая ошибка при определении в точке).

Вторая форма H-распределения: ранговидовое распределение А(r). Оно по определению получается из видового (ранговое распределение «свертывается» в видовое, образуя обычно более короткую запись, и обратно): - количество особей вида Sr (численность популяции Sr вида), соответствует рангу r при общем числе особей U (длина текста T=|U|). Ранг вида s = 1 ,2, …, S- это его порядковый номер (номер строки). Последний номер S определяет объем словаря V, можно записать V=|S|. Функция записывается в виде:

;

где В - абсолютная величина и характеристический показатель > 0 -константы ранговидового гиперболического H-распределения (в наших исследованиях) 0 1,5.

4. Сравнение ценозов более информативно (продуктивно) по обобщающим показателям, чем по характеристическим α (или ) и первой точке.

Для частотной формы Ципфа параметры А, могут совпадать, но, если S, U, W₁, N₀ (абсолютные значения) различаются значительно, значит, и структура этих ценозов различна. Построчное деление на для видового или на для ранговидового уничтожает характеристику «размер» ценоза, отраженную в оценках Шеннона, Симпсона, Маргалефа, Менхиника.

5. Структура ценозов не описывается единой гиперболой.

Самоорганизуется точка перегиба R такая, что гипербола дискретнонепрерывно существует до этой точки, вырождаясь в ней в прямую так, что далее все виды единичны W_R, ...,W_K, где W_R - значение численности популяции в пойнтер-точке; W_K - численность наибольшей популяции (саранчевый вид: W_K = N₀). Существует теоретический запрет на возможность совпадения после R численности популяций двух видов. Структура ценоза описывается числом каст К и пойнтер-точкой R.

Использование закона Ципфа для извлечения из текста слов, отражающих смысл (ключевых слов), отличается от ценологического подхода, где берется не средняя часть гиперболы (как у Ципфа), а точка перегиба R, сдвинутая относительно «середины».

Фуфаев В. В. обобщил статистику H-распределений и предложил структурно-топологическую динамику H-распределения, позволяющую следить за поведением каждого вида во времени и оценить видовую надежность по относительному движению точки по кривой H-распределения.

6. Для заданного количества видов существует единственный ряд, однозначно определяющий гиперболическое H-распределение и его параметры.

Примем в качестве канонического дискретное распределение простых сомножителей в факториале некоторого числа N. Назовем видом любое простое число q_r, где r - номер простого числа натурального ряда чисел, абстрактно воспринимаемое, из ряда: 2, 3, 5, 7, …, 137, 139, 149, 151, …, 509, 521, 523, 541, …, (2⁷⁵⁶⁸³⁹-1), а особью - появление этого простого числа как сомножителя (единица исключается) в любом из чисел натурального ряда. Тогда каждое натуральное число представимо следующим образом:

где m - степень (встречаемость) простого числа; r - ранг простого числа. При разложении каждого числа натурального ряда на простые сомножители существует алгоритм преобразования факториала , где S - номер наибольшего простого числа в факториале такой, что, начиная с некоторого произвольного числа, исключением некоторых видов можно получить ряд, идентичный гиперболическим H-рядам с поправкой, связанной с изменением числа сомножителей, равных их числу

между и .

7. На видовой кривой H-распределения, до точки R непрерывной, имеются всплески и провалы, которые обязательны; на ранговой – расстояние между саранчевыми видами неравномерно, а численности популяций растут нелинейно.

Первая в H-распределении по параметру точка - элемент (особь) -может быть не из этого, а из другого ценоза (поэтому не следует «подгонять» кривую). Что касается саранчевых каст, то они, безусловно, всегда из этого же ценоза, но обладают свойством массово возникать. Есть факториал 1023!, но дальше 1024! - видов не прибавилось, а всплеск налицо, который не надо подгонять под гиперболу.

Фундаментальность инвариантности структуры ценозов объясняется фундаментальными законами отбора, специфичными для каждой реальности. Для физической - это вариационные принципы механики, минимизирующие усилия на совершение действия, осуществляя тем самым своеобразный энергетический отбор.

Для биоценозов инвариантность разнообразия и определенность соотношения «крупное-мелкое» определяется дарвиновскими представлениями. Естественный отбор Дарвина хотя и называется законом, но, строго говоря, является лишь гипотезой, оспариваемой с момента появления.

Для технической реальности предложена как открытие гипотеза информационного отбора, которая опирается и включает в себя понятийный аппарат теории естественного отбора (табл. 4).

Таблица 4

Закон естественного и информационного отбора.

Теория естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.)	Теория информационного отбора Б. Кудрина (1976 г.)
Любая группа животных и растений (организмов) имеет тенденцию к наследственной изменчивости	Любой документ - изменяется
Организмов каждого вида рождается больше, чем может найти себе "пропитание" выжить и оставить потомство	Изделий изготавливается больше, чем есть свободных экологических ниш
Между множеством рождающихся особей происходит борьба за существование	Реализованные фенотипы ведут борьбу за существование при ограниченности вещественных и энергетических ресурсов
Особи, которые обладают признаками, дающими им какое-либо преимущество в конкурентной борьбе, имеют больше шансов выжить и, таким образом, подвергнутся естественному отбору. Выживание наиболее приспособленных	Популяции, которые обладают признаками, способствующими освоению новых или перераспределению в свою пользу существующих экологических ниш, образуют источник незакрепленной информации
-------------------------------------	Незакрепленная информация документируется и превращается в программу
В виду могущественного принципа наследственности каждая отобранная особь будет стремиться к размножению своей новой, измененной формы	Документ утверждается и становится действующим для изготовления изделия

Отличие заключается в том, что для всех составляющих технетики (техника, технология, материалы, потребительная продукция, эковоздействие) обязательно существование документа на изготовление изделия, играющего роль генотипа. И этот ген-документ изменяется, порождая новое изделие.

Информационный отбор, определяющий техноэволюцию, можно представить схемой, восходящей к кибернетическим представлениям акад. Шмальгаузена и фиксирующей три узловые точки научно-технического прогресса (рис. 3).

Рис. 3. Схема техноэволюции.

Во-первых, после озарения и рождения идеи у кого-то, необходимо провести НИОКР, изготовить изделие (желательно инновационное), отладить, выпустить в свет (продать). Во-вторых, осуществить инвестиционное проектирование установки, цеха; сооружения, города (создав из готовых изделий техноценоз). В-третьих, оценить каждую из составляющих технетики как изделие (например, штрих-кодом) на приемлемость функционирования в данном ценозе и оценить техноценоз в целом по экономическим, техническим, социальным и иным критериям. Обе оценки есть суть информационного отбора.

Заметим, что для каждой из реальностей существует свой отбор, имеющий специфику, а составляющие технетики, в свою очередь, взаимодействуют с каждой из реальностей по-своему.

Обращаясь к прогнозированию электропотребления техноценозов (которые пока не идентифицируются с заводами), осуществляемому в стране с 20-х годов прошлого века, нельзя не констатировать большие ошибки, когда речь шла о периоде 10-20 и более лет. Госкомитет по науке и технике в 1960 г. на 1980-й год определил потребность 2485 млрд./кВтч. В 1979 г. ЭНИН им. Кржижановского сделал прогноз, определив по оптимальному варианту на 2000 г. величину 3200 млрд./ кВтч, на 2020 г. 6150 млрд./ кВтч. Величина 3 трлн. кВтч какая-то мистическая: в 1960 г. ее прогнозировали на 1980-й, в 1970-м - на 1990 г., в 80-м - на 2000 г. О ней говорил Чубайс во время подготовки закона об электроэнергетике, ее называли и в первых стратегических разработках на 2020 г. Однако, есть отличие утвержденной Государственной стратегии на 2030 г. от стратегии ГОЭЛРО. В первые пятилетки, когда американцы и немцы запроектировали нам 521 (571) предприятие и поставили основное технологическое оборудование, вопрос об электроснабжении решался опережающе. Сейчас электроэнергетика выделена как отрасль, особенно атомная, и ее развитие рассматривается само по себе, но и потребителя (его электрику) следует рассматривать так же независимо. А это пока реализовать не удается (хотя, на наш взгляд, это необходимо и неизбежно).

Электропотребление было и будет до 2050 г. корреляционно связано с промышленностью. Мы имеем дело с постоянной времени цикла технической реальности, изменения которой сравнимы или превышают время наблюдения с соответствующими неопределенностями. Поэтому, говоря о прогнозе электропотребления на 30-50 и более лет, что неизбежно связано с общественным развитием, ошибочно опираться на традиционные математические и иные модели, отталкивающиеся от предыдущей истории. Говоря о стратегии до конца века, правильнее руководствоваться инвариантностью структуры и цикличностью, анализируя большие промежутки времени, рассматривая, что было и что стало.

Наш опыт прогнозирования с начала 60-х годов электропотребления черной металлургии экстраполяционными методами, а с 70-х – опираясь на инвариантность структуры, показал, что прогноз в сентябре месяце года, предшествующего планируемому (что проверялось три года), обеспечивался с ошибкой 0,9%, а на 5 лет - 3%. Публикация в «Социалистической индустрии» 10.04.1983 г. и защита ЦК уберегли меня от последствий такого вызова системе, где Госплан задавал лимиты и процент энергосбережения. Закон (директивы) последних лет возвращают эту практику.

Для определенных целей возможно прогнозирование, оперирующее некоторыми средними удельными расходами, характеризующими всю отрасль. С ценологической же точки зрения, нельзя руководствоваться средним, поскольку отношение минимума к максимуму, например, по чугуну - более чем в 10 раз, а по прокату - без малого 100. Ценологическая разница проявляется еще больше, если перейти к отдельным агрегатам, что следует учитывать при решении задач энергосбережения, но излишне при стратегическом прогнозе. Мы отстаиваем высокую точность прогноза устойчивостью параметров гиперболического Н-распределения функционирующих ценозов.

Теперь перейдем к осуществляемому реальному прогнозу. По генеральной совокупности заводов, на основании созданного банка «Черметэлектро» (1995), строились гиперболические зависимости за 1970-1990 гг. Определялись «выбросы» на кривой Н-распределения, которые и анализировались. Принципиальны случаи: 1) стандартными методами удается спрогнозировать электропотребление и 2) математически прогноз не может быть представлен из-за скачка, определяемого пуском нового крупного объекта.

Перенесем изложенные теоретические и практические построения на структурно-топологическую динамику электропотребления регионов России за 1990-2010 гг. [4]. На каждой из гипербол каждый регион изображен последовательно, перемещающейся точкой, т.е. каждый год представлен своей гиперболой (аналогично рис. 2). Особенностью перемещения является то, что как будто бы независимое поведение отдельного региона на самом деле некоторым коэффициентом конкордации привязано к поведению других регионов [9]. Это означает, что единый ресурс, который возможен на данный год, ценологически делится между всеми регионами, что и изображает рис. 4. Для нас важны устойчивость характеристического показателя, чрезмерный рост первой точки (Московской области) и уменьшение доли регионов, мало потребляющих электрическую энергию. Здесь также должно действовать распределение Парето, но оно не действует из-за малого внимания регионам, - экономически дефицитным. Если обратиться к 1998 г., то соотношения электропотреблений первого (Московская, Иркутская, Тюменская области, Красноярский край, Кузбасс, Свердловская, Ленинградская, Челябинская области) и последнего (Магаданская и Псковская области, Респ. Северная Осетия, Сахалинская обл., Респ. Карачаево-Черкесия, Камчатская обл., республики Кабардино-Балкария и Калмыкия) децилей составляет 315,8 к 11,3 млрд. кВтч. Если тенденции характеристического показателя сохранятся, то к 2030 г.первый дециль, фактически не меняющий состав, будет потреблять 752 млрд. кВтч, а последний - 7,41 млрд. кВтч. Существуют регрессионные регионы, так что соотношение становится не 1:10, а иное - грубо 1:40, и это означает большой перекос в электропотреблении, который приводит к деградации малоразвитых регионов России и их фактическому вымиранию.

Рис. 4. Структурно-топологическая динамика электропотребления регионов России до 2010 г.

Сделанный ранее прогноз на 60 лет (рис. 5) исходит из того, что и характеристический показатель, и соотношение децилей улучшится, а первая точка - Москва - уменьшит свои «людоедские» аппетиты. Если же существующие тенденции сохранятся, то вполне реальна угроза потери Дальнего Востока, Тывы, кулундинских и барабинских степей, Татарстана, Башкирии, Северного Кавказа, Калининграда, Карелии. Прогноз электропотребления по федеральным округам РФ до 2030 г. представлен в табл. 5.

Таблица 5.

Прогноз электропотребления по федеральным округам РФ до 2030 г.

Федеральный округ	1990 г.	1998 г.*	2000 г.	2002 г.	2004 г.	2005 г.	2006 г.	2007 г.	2008 г.	2010 г.	2015 г.	2020 г.	2030 г.
Российская Федерация	1062404,3	777420	863708,8	878181,9	924244,7	940702,7	979982,6	1002535	1022746	1060000	1160000	1265000	1480000
Центральный	212046,6	159370	169822,3	177574	186706.6	191174,5	200668,3	202939,3	202591	214000	238000	260000	306000
Северо-Западный	104689,6	77680	85625,5	91583,2	93505,1	98586,8	102166,8	99403	100425	108000	118000	128000	148000
Южный	92775,6	62060	66928	68938,4	71122,8	73014,1	78705,9	80247,6	83697,9	96000	86000	106000	126000
Приволжский	226680,6	166160	173646,3	175552,2	179269,6	179959,8	185485,6	198337,9	196391	200000	216000	232000	262000
Уральский	164246	113680	130721,3	133195,2	147499,5	153823,3	165913,7	170020,2	177800	188000	220000	252000	315000
Сибирский	215469,3	171120	195426,1	193084,3	199577,3	202967	206971,7	211990,1	221495	222000	236000	252000	283000
Дальневосточный	46496,6	27350	41539,3	38254,6	39642,8	39837,7	40070,6	39596,7	40346,8	40000	40000	40500	41000

Отметим:

1) Закон «О потребителе» электрической энергии «пробить» никак не удается;

2) ликвидация 860 тысяч мельниц в 30-е годы, 6500 электростанций до 5 МВт в 60-е, выстраивание ценологического ряда генерирования до сих пор не восприняты обществом;

3) развитие электрических сетей закрепляет существующую монополизацию. Холдинг МРСК в ближайшие 8-10 лет собирается потратить на обновление сетей 2,8 трлн. руб. Проект линии 1150 (1500) кВ из Сибири вызывает стойкое неприятие отчуждением земли, экологической опасностью, неизбежными отключениями, стоимостью. Линия 1150 кВ «Казахстан - Урал» (510 км) имела аварийные (главным образом грозовые) отключения 3-4 раза в год, что требовало немедленной компенсации 4-5 млн. кВт. Кольцо 500 и 330 кВ вокруг столицы никак не скажется на надежности электроснабжения потребителя по 0,4 кВ.

Рис. 5. Ценологический сценарий потребления электроэнергии (прогноз 2004 г.)

Рассмотрим подробнее предлагаемый мною Государственный план рыночной электрификации России (ГОРЭЛ), который ставит целью электрифицировать всю Россию, охватить инфраструктурой и услугами глубинку, довести средний класс до 60% при показателе 0,3 (МРОТ к ВВП) и концептуально предлагает следующее:

1. От энергетического придатка цивилизации и неизбежной деградации из-за заброшенности глубинки немедленно перейти не к мобилизационной, но к эволюционной модели модернизации, которая не удастся в течение 90 лет из-за антисоциального характера государства. Для России актуальна задача новой индустриализации (стан 5000, Челябинск), а отнюдь не постиндустриальное развитие. С 1950 по 1965 гг. рост продукции промышленности составил 4,6 раза. Вот к этому надо стремиться и сейчас. США - 35% мировых расходов на НИОКР по паритету покупательной способности, ЕС - 24, РФ - 2, Китай - 12%. В 2010 г. США вложат в науку 3% ВВП, Китай - 2%. Создать Силиконовую долину под Москвой - дело благородное, но может кончиться Зеленоградом. Модернизация не должна ограничиться точкой, ценологическая теория требует охвата всей территории. Надо создать условия такой среды, чтобы человек хотел здесь жить и здесь созидать. Федеральной инвестиционной программой 2000-2008 гг. намечалось построить 1412 объектов с вводом к 2009 г. Введено 212.

Осталась невыполненной задача замены ГОСТ. Госдума приняла закон 2003 г. «О Техническом регламенте». Надо было принять 200 регламентов, принято 16. Забыли про скоростной поезд «Сокол». Не взлетела «Булава». Государство - плохой инвестор и плохой менеджер. За 10 лет доля России на мировом рынке высокотехнологичной продукции снизилась с 1 до 0,3%. Россия производит немногим больше 1% валового глобального продукта. К 2010 г. за 18 лет выпуск станков уменьшился в 15 раз, гражданских самолетов - в 20 раз. В 2009 г. доля Китая в мировом производстве выросла до 15,6%, США - до 19%. И догнать их - лозунг нереальный. Сейчас в России рост возможен в основном только за счет внутренне ориентированных секторов промышленности.

2. Россия живет в мире имперских снов, 20 лет не удивляя мир ни в сфере вещей, ни в сфере идей, ни в сфере технологий. Отказаться от критериев военной устрашающей мощности и опираться на экономические и морально-политические достоинства; не пугать, восстановить дружбу с соседями; ликвидировать давление ВПК на экономику. Лучше бы отказаться от амбициозных проектов (Саммит АТЭС - 2012, Олимпиада, Универсиада) и не приступать к новым. При втором месте в мире по продажам вооружений и количеству миллиардеров, у нас 97-е по доходам на душу населения (втрое меньше чем в США), 62-е по уровню технологического развития, 27-е по качеству образования, а еще был и Ванкувер (спорт нельзя отделить от общества и экономики. В олимпийских соревнованиях техническая реальность играет едва ли не главную роль). На 01.03 1953 г. - 5 млн. чел. в армии, сокращено 2,14; в 1959 еще 1,2 млн. Сейчас необходимо сократить в 1,5 раза силовые структуры, армию, чиновничество за счет исключения не обязательных для государства функций, отмены части отчетности, запрета на постоянное изменение форм регистрации, разрешений, деклараций. Высвободившиеся средства направить на массовое жилье в городах, на строительство деревянных домов-усадеб в глубинке; на развитие инфраструктуры, включая дороги и связь, машиностроение, гуманитарное информсопровождение, на обеспечение социального минимума (с 2000 по 2008 гг. в РФ дорог с твердым покрытием построено 2000 км, в Китае ежегодно сооружается около 50 тыс. км и в 2010 г. завершается строительство сети современных трасс; ВВП Китая в 2009 г. вырос на 9% и через 10 лет обгонит США).

3. Возвратиться к кондратьевским установкам НЭП (частная торговля, аренда земли, развитие крупных и средних хозяйств, госкапитализм); опыту 1946 г., реформам Хрущева - 1956 г., сделавшего попытку сломать командно-бюрократические методы управления и осуществившего жилищное и промышленное строительство вместо оборонки; задумкам 90-х, создать гибкий, благоприятствующий бизнесу инвестиционный, инновационный налоговый режимы, обеспечить независимый суд, защиту прав собственности, включая интеллектуальную, восстановить инженерный корпус и ПТУ, обеспечить политические свободы и свободу СМИ, отказаться от «особого пути» и стратегической изоляции. Россия не сама в 30-е годы модернизировалась, индустриализация интеллектуальной части осуществлялась специалистами Германии и США. При Хрущеве произошло насыщение быта техникой. Были построены сотни однотипных заводов железобетонных конструкций, десятки заводов электроники. Осуществлялся крен в сторону человека: атом - мирный, космос - Гагарин, реактивная авиация - пассажирская. Развивающиеся страны, вообще говоря, не становятся развитыми. Сейчас нужна комплексная стратегия с модернизацией, отождествляемой с наращиванием инновационной составляющей в экономике и сфокусированной на традиционных отраслях с постепенным переходом к шумпетеровскому пути.

4. Провести, как основу модернизации, полноценную земельную реформу, восходящую к Наполеону, который дал в собственность землю крестьянам, обеспечив поддержку себе и нынешний сельскохозяйственный облик Франции; Александру II, Столыпину (15 десятин «удобной» земли, на Дальнем Востоке - 120 десятин). В 1930 г. в России было ПО млн. крестьян. Крестьянство не приняло коллективизацию. Потребовались массовые аресты, высылки в Сибирь и на Север. Закон 1937 г. лишил крестьян свободы перемещения. Следует восстановить кулачество как класс, содействовать фермерству и малому предпринимательству на отдаленных и необжитых территориях. Разрешить малую авиацию (число аэропортов сократилось до 300, в 1992 г. их было 1302), беспошлинную и свободную продажу продукции за рубеж. В США, Канаде и Англии 70-90% населения живет в индивидуальных домах, в России -77% в многоквартирных. Надо ежегодно строить до двух миллионов индивидуальных домов особенно вблизи моногородов. В США ежегодно продают 500 тыс. деревянных индивидуальных домов, в Японии -300 тыс. В Скандинавии 90% всех домов - деревянные. У нас неограниченные ресурсы лесные и земельные, необходим переход к усадебному хозяйствованию, хуторам. Потенциально заинтересованные: молодежь без жилья; семьи, нуждающиеся в жилье; специалисты, отслужившие в силовых структурах; безработные, мигранты. Возможна загрузка машиностроения оснасткой, инструментом, оборудованием, включая станочное. Проблема: беспрепятственное выделение земли под индивидуальное строительство и товарное производство. Нужны самые решительные экстраординарные меры, борьба с волокитой и коррупцией, формирование индивидуального домостроения, предпосылки формирования среднего класса. Дом - это главная составляющая имущественного ценза. Этому критерию соответствуют 2/3 населения Западной Европы. В Кенигсберге было 56254 хозяина, имевших в частном владении 72% земли Пруссии. И что далее: хутора были уничтожены, дороги перекопаны, 160 колхозов, которые в Калининградской области созданы, не смогли выращивать продукцию из-за разрушения мелиорации.

5. Человечество не может выйти на американский уровень потребления. На планете просто нет таких ресурсов. Во всех приоритетных направлениях всегда есть энергоэффективность и энергосбережение, но здесь мало прорывных НИОКР (лозунг «энергосбережение» отслеживается до 30-х годов, не обеспечив решение вопроса, а принятые в 2009 г. постановления теоретически ошибочны и взяткоемки). Электроемкость планируется снизить к 2020 г. на 40%, к 2030 - на 60% Инвестиции в ТЭК 2006-2030 гг. - 1,87 трлн. долл. (но это не передача, в частности, малодёбитных скважин в частные руки). Общее число малых электростанций в 1940 г. было 28200 средней мощностью 11,2 кВт; в 1950 -57400 - 19,6 кВт; в 1960 - 160100 шт. - 53,4 кВт. Было решено к 1975 г. электрификацию осуществлять по перспективному комплексному плану, электрификация должна решаться централизованно, местнический подход опасен. Было принято решение «завершить централизованное электроснабжение колхозов и совхозов путем их присоединения к государственной энергосистеме». Холдинг МРСК в ближайшие 8-10 лет собирается потратить на обновление высоковольтных сетей 2,8 трлн. руб. К 2050 г. в Европе 90% электроэнергии намечают от ВИЭ. В 2009 г. мощность ВЭУ в США уже 35,2 млн. кВт, в Германии 25,8 млн., а в России - 15 тыс. кВт. Стратегия - комбинированная ВИЭ (речушка, ветер, солнце, биогаз, геотерм) каждой семье.

Когда в стране вроде бы разрешили фермерские хозяйства, то встала проблема с землей, с собственностью на землю и с личной защитой. Редко, но сообщалось, как к фермеру приезжали, забирали все, что он вырастил, и весь скот. Итак, мы возвращаемся к мировой оружейной практике. Заметим, что в Финляндии вооружены все, живущие в своих домах. В Америке, по статистике, в тех штатах, где гражданам разрешено скрытое ношение оружия, общий уровень насильственных преступлений ниже на 18% по сравнению с теми штатами, где оружие носить запрещено. Уровень убийств в «вооруженных» штатах ниже на 33%, грабежей - на 37%.

Но мы - особенные. Оружейный вопрос - на самом деле вовсе не вопрос вооружения народа. Это вопрос психологический, вопрос доверия или недоверия. Власть в России народу не доверяет.

Заканчивая, приведу в качестве курьеза замеченное предельное число видов, характеризующих каждую из реальностей. При переходе от одной к другой реальности, ею и порожденной, Природа почему-то удваивает степень. Что касается технетики, то в середине прошлого века технические виды еще каталогизировались. Сейчас их практически бесконечное число, и появление К. Линнея уже невозможно.

И в заключение - важнейшее из сделанного: открытие явления инвариантности структуры технических ценозов и открытие закона информационного отбора.

Литература

1. Кудрин Б.И. О государственном плане рыночной электрификации России. М.: Изд-во Ин-та народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2005. - 205 с.

2. Кудрин Б.И. Мои семь отличий от Ципфа // Общая и прикладная ценология. 2007. № 4. С. 25-33.

3. Технетика и ценология: от теории к практике. Общая и прикладная ценология. Труды XIII электроценологических чтений с международным участием (Москва, 18-21 ноября 2008 г.. включая молодежную секцию «УМНИК», и XXXV Любищевских биометрических чтений (Москва, 5 апреля 2007 г.) / Под общ. ред. проф. Б.И. Кудрина. Вып. 35. «Ценологические исследования». М.: Технетика, 2009. - 328 с.

4. Электроэффективность: ежегодный рейтинг российских регионов по электропотреблению за 1990-1999 гг. //Электрика. 2001. № 6. С. 3-12.

5. Кудрин Б.И. О концепции государственного плана рыночной электрификации России // Электрика. 2009. № 8. С. 3-12.

6. Кудрин Б.И. (Техно)ценологические основания инновационного развития // Энергонадзор. № 1 (10), февраль 2010. С. 7-11.

7. Кудрин Б.И. Об энергетической стратегии и энергетической безопасности // Промышленная энергетика. 2008. № 12. С. 2-7.

8. Кудрин Б.И. 50-летняя стратегия развития электроэнергетики России // Экономические стратегии. 2010. № 4. С. 40-47.

9. Фуфаев В. В. Общеценологический метод структурно-топологического анализа самоорганизующихся систем // Общая и прикладная ценология. 2007. N° 3. С. 23-31.

10. Кудрин Б.И. Два открытия: явление инвариантной структуры техноценозов и закон информационного отбора. Вып. 44. «Ценологические исследования». М.: Технетика, 2009. 82 с.