В Інституті загальної енергетики НАН України розвинуто теоретичні засади об’єктно-орієнтованої ідентифікації явищ, процесів і об’єктів, що базується на дослідженнях інформаційного ресурсу – характеристик шумових полів, які утворюються об’єктами енергетики. Вперше в світі запропоновано конструктивні моделі шумових сигналів об’єктів енергетики, які враховують ретроспективну і поточну інформацію про стан об’єкта та відображають його життєвий цикл. Застосування конструктивних моделей шумових сигналів відкриває можливості аналізування поточного стану об’єкта енергетики, включаючи моніторинг викидів в атмосферу та використання цієї інформації для прогнозування подальшого його функціонування. Це відповідає кращим світовим аналогам і використовуватиметься в енергетиці та в процесі контролю техногенно-небезпечних об’єктів (чл.-кор. НАН України В.П. Бабак, Л.М. Щербак, С.І. Ковтун).

1. Вперше у світі теоретично обґрунтовано і експериментально доведено доцільність використання вітрових і сонячних електростанцій сумісно з резервними традиційними електростанціями для покриття графіків електричних навантажень енергосистеми, що підвищить їх енергоекономічні показники та прибутковість українського енергоринку. З використанням цифрового моделювання встановлено, що без застосування запропонованого підходу втрачені прибутки енергоринку України становили у 2021 році біля 3 млрд доларів США. Очікувані додаткові прибутки енергоринку України на рівні 2030 року згідно зроблених оцінок становитимуть близько 6 млрд доларів США (акад. НАН України М.М. Кулик, О.В. Згуровець).
2. Уперше розроблено новий метод діагностування елементів складних енергетичних об’єктів, з використанням алгоритмів глибинного навчання штучних нейронних мереж, що відкриває шлях до створення ефективної, керованої даними системи діагностування енергетичного обладнання з можливістю опрацьовувати події, які сталися тисячі дискретних часових кроків тому, і запам’ятати їх, що в свою чергу дозволяє підвищити точність прогнозування надійності та оцінки залишкового ресурсу обладнання. Практична цінність отриманих результатів полягає у розробленні алгоритму функціонування комп’ютеризованої системи контролю процесу спалювання палива із ступінчастою корекцією формування повітряно-паливної суміші за сигналами зворотного зв’язку від сенсора кисню, що дало змогу підтримувати коефіцієнт надлишку повітря у відхідних газах в необхідному діапазоні та досягти зменшення утворення шкідливих викидів. Запропоновано структуру системи керування та контролю процесу спалювання палива, що базується на застосуванні широкосмугового сенсора кисню та частотно-регульованого електропривода вентилятора дуття, що дозволило забезпечити ефективне спалювання палива в котлоагрегаті шляхом підтримання стехіометричної повітряно-паливної суміші зі зменшенням утворення шкідливих викидів та рекомендувати впровадження в практику модернізації котлоагрегатів
   (чл-кор. НАН України В.П. Бабак, С.І. Ковтун, А.О. Запорожець)

3. Вперше в Україні запропонована модель математичного програмування навантаження потужностей генерування електричної та теплової енергії, в якій одночасно забезпечується виконання двох балансів виробництва-споживання – електричної та теплової енергії відповідно до графіків споживання кожної доби року та оптимізується використання електричних теплогенераторів, які споживають електричну енергію з урахуванням графіка електричного навантаження та відпускають теплову енергію відповідно до потреб абонентів, підключених до системи централізованого теплопостачання. Це дозволяє вирівняти графіки електричних навантажень і уникнути тимчасових зупинок теплових електростанцій у нічні години доби, що суттєво покращує умови їх експлуатації. Результати впроваджено в «НЕК «Укренерго» за господарчим договором від 28.09.2022 №1916 (С.В. Шульженко, О.І. Тесленко, Т.П. Нечаєва, В.О. Дерій).

4. Вперше в Україні створено стійкий до зростаючих обмежень щодо повноти інформаційного забезпечення програмно-інформаційний засіб прогнозування національного енергетичного балансу, який поєднує можливості статистичного і технологічного підходів до визначення коефіцієнтів матриці випуску-витрат Леонтьєва, що дозволить визначати оптимальні обсяги енергозабезпечення енергетичних підсистем та об’єктів, окремих виробничих процесів з різних джерел постачання, контролювати використання паливно-енергетичних ресурсів. Розроблений програмно-інформаційний засіб використовуватиметься при вирішенні задачі формування «Річного прогнозного паливно-енергетичного балансу», який розробляє Мінекономіки України  (М.І. Каплін, В.М. Макаров, Т.Р. Білан).

5. Вперше в Україні розроблений новий методичний підхід щодо визначення прогнозних обсягів впровадження на регіональному рівні теплонасосних станцій у системах централізованого теплопостачання, з використанням якої визначено склад та оцінено потенціал джерел низькопотенційної теплоти. Передано рекомендації для Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження України щодо напрямів і прогнозних обсягів застосування теплонасосних установок в регіональних системах теплопостачання України. Запропонований методичний підхід дозволить для кожної області визначити економічно-доступний енергетичний потенціал запровадження теплонасосних станцій у період повоєнного відновлення України (В.О. Дерій, О.І. Тесленко).

6. Запропоновано модель моніторингу та ідентифікації об’єктів енергетики, в якій споживачі енергоресурсів представлені як стохастичне просторово-часове середовище енергоспоживання, а інтенсивності інформаційних параметрів забруднення повітря в просторі і часі - як n-вимірне випадкове поле. Узагальнено ієрархічний алгоритм моніторингу забруднення повітря об’єктами енергетики з визначенням ієрархічних рівнів інформації, що формуються інформаційного-аналітичними центрами, та доступу до цієї інформації різних типів користувачів, передбачено зворотний зв’язок від центрів прийняття рішень, що впливають на функціонування об’єктів контролю та регулювання кількості забруднюючих речовин, що надходить у повітря. Це відповідає кращим світовим аналогам і використовуватиметься в процесі моніторингу об’єктів в енергетиці (чл-кор. НАН України В.П. Бабак, А.О. Запорожець).

7. Вперше у світі на базі теорії нечітких множин розроблено багаторівневу модель циркуляційно-узгодженої сервіс-домінантної трансформації структури гібридної енергетичної системи, сформовано систему відповідних рівнянь та запропоновано організаційний механізм взаємодії учасників ринку енергосервісних послуг з ринками енергії та палива. Використання багаторівневої моделі дозволить визначати структуру та обсяги оптимальних енергоресурсів в процесі трансформації енергетичної системи та напрями залучення транскордонної допомоги. Це відповідає світовому рівню і використовуватиметься при трансформації паливно-енергетичного комплексу в умовах повоєнного відновлення країни (чл.-кор. НАН України О.В. Новосельцев).

Найважливіші наукові результати Інституту у 2019 році

Отримала подальший розвиток теорія міжгалузевого балансу. Установлено і досліджено взаємозв’язок між моделлю Леонтьєва і новою, розробленою в Інституті моделлю, яка використовує не вектор кінцевого споживання (модель Леонтьєва), а вектор доданої вартості, що забезпечує більш високу точність прогнозування, а також значно розширює спектр досліджуваних проблем шляхом сумісного використання цих моделей. Встановлено однозначний зв’язок і векторно-матричну залежність між векторами кінцевого споживання і доданої вартості, яка повинна забезпечуватись при їх балансуванні (акад. НАН України М.М. Кулик).

Розвинуті базові моделі дослідження процесів регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах шляхом формалізації функціонування у їх складі вітрових, сонячних електростанцій та акумуляторних батарей. На їх основі розроблено програмно-інформаційний комплекс «Частота-М», який забезпечує можливість досліджувати ефективність застосування різноманітних законів регулювання частоти і потужності. З його використанням виконані розрахунки режимів регулювання, які забезпечують стабілізацію частоти і потужності з великими вітровими та сонячними електростанціями у складі національної енергосистеми відповідно до вимог енергосистеми України та Євросоюзу, а також дозволяють визначити обсяг необхідних капіталовкладень (акад. НАН України М.М. Кулик, О.В. Згуровець).

Вперше розроблено нову модель математичного програмування з цілочисельними змінними «Диспетчеризації гідроагрегатів ГАЕС при покритті графіків електричних навантажень ОЕС України» в умовах значного обсягу генерації ВЕС та СЕС, а також АЕС, що працюють в базовому режимі. Комп’ютерна реалізація моделі, на відміну від відомих на поточний момент програмних комплексів, дозволяє гнучко моделювати режими експлуатації ГАЕС, зокрема, режими одночасної роботи в насосному та генераторному режимах гідроагрегатів різних ГАЕС, що забезпечує досягнення балансу між споживанням та генерацією електроенергії в енергосистемі за рахунок застосування більш широкого кола режимів експлуатації ГАЕС. Виконані розрахунки моделювання фактичного графіку навантаження ОЕС України для доби повені, що є найбільш складним для забезпечення балансування ОЕС України, засвідчили можливість використання генеруючих потужностей, зокрема, СЕС на рівні 3700 МВт встановленої потужності із досягненням балансів для кожної години доби (С.В. Шульженко, В.А. Денисов).

Удосконалено і застосовано модель життєвого циклу сукупної роботи електростанцій на відновлюваних джерелах енергії, систем накопичення електроенергії на основі акумуляторних батарей та традиційних маневрених резервних станцій (газомазутної та вугільної ТЕС), яка забезпечує визначення середньозваженої собівартості електроенергії при спільній роботі таких технологій протягом терміну експлуатації ВДЕ в умовах забезпечення стабільного прогнозованого відпуску електроенергії на рівні встановленої потужності ВДЕ. В умовах зростання екологічних вимог, зокрема, плати за вуглецеві викиди, спільна робота вітрової електростанції, батарейної акумуляційної системи та газомазутної ТЕС як резервної має значні переваги порівняно з використанням вугільної ТЕС. Так, при платі за викиди СО2 30 $/т середньозважена собівартість електроенергії системи з газомазутною ТЕС порівняно з її собівартістю з резервною вугільною ТЕС менша на 7−9%, а при платі за викиди СО2 100 $/т ця відмінність становить 18%. При цьому викиди СО2 за весь час спільної роботи вітрової електростанції, батарейної акумуляційної системи та резервної вугільної ТЕС становить 27,4 млн т СО2 при КВВП ВЕС 30% і 23,5 млн т СО2 при КВВП ВЕС 40%, що більш, ніж у два рази перевищує відповідні викиди при використанні в якості резервної газомазутної ТЕС (акад. НАН України М.М. Кулик, Т.П. Нечаєва).

Розроблено і застосовано економіко-математичну модель оптимізації розвитку видобувного сектора вугільної промисловості України, призначену для визначення варіантів переобладнання лав шахт, яка вперше, на відміну від існуючих, враховує не тільки можливості концентрації виробництва на обраній підмножині лав, конкурентоздатність вугільної продукції, а також показники якості видобутого вугілля, що дозволило ще на етапі видобутку передбачити скорочення витрат на збагачення, забезпечити цільовий вибір лав шахт для здійснення найбільш ефективних інвестицій у виробництво готової вугільної продукції. Модель дозволяє планувати заходи з переоснащення вуглевидобувних підприємств України технікою нового технічного рівня в межах розроблення коротко- та середньострокових програм розвитку вугільної галузі з метою суттєвого скорочення потреби імпортування вугільної продукції з необхідними для кінцевих споживачів показниками якості (В.М. Макаров, М.І. Каплін, М.М. Макортецький).

Набув подальшого розвитку метод визначення середньої собівартості теплової енергії за життєвий цикл, який відрізняється тим, що до алгоритму обчислення внесено додаткові складові з енергетичними і економічними показниками природозахисних технологій та екологічний податок. З використанням удосконаленого методу обраховано середню за життєвий цикл вартість теплової енергії, виробленої у котлах різного конструктивного типу з тепловою потужністю від 0,25 до 52,2 МВт, які найбільш поширені у системах централізованого теплопостачання й працюють на природному газі, мазуті, вугіллі, та в побутових котлах тепловою потужністю 0,2–1,3 МВт, що працюють на деревній трісці та деревних пелетах. Метод дозволяє для котлів, що працюють на природному газі й мазуті, враховувати впровадження технологій по зниженню викидів оксидів азоту, а для вугільних котлів - ще й сірчаного ангідриту і твердих частинок. Удосконалений метод окремо враховує екологічну складову середньої собівартості теплової енергії за життєвий цикл, а також вплив величини дисконту та екологічного податку. Розрахунки засвідчили, що найбільшу екологічну складову у середній вартості теплової енергії мають вугільні котли, яка складає 56,58 грн/Гкал, а для котлів, що працюють на природному газі і мазуті, цей показник відповідно дорівнює 18,03 і 33,74 грн/Гкал, тому із зростанням величини екологічного податку конкурентоздатність вугільних котелень буде знижуватись (О.Є. Маляренко, В.В. Станиціна, Г.О. Куц).

Розвинуто балансово-оптимізаційну модель енергозабезпечення економіки країни в умовах обмежень на обсяги доступних енергоносіїв, зростання впливу безпекових чинників на перспективні напрями розвитку енергетики. Виробництво енергоносіїв у паливних галузях, їх імпортування, перетворення в паливно-енергетичному комплексі і споживання в промисловості, транспорті та комунально-побутовому секторі представлені в моделі технологічними способами Л.В. Канторовича. Структура технологічних способів, а також їх продуктові й технологічні зв’язки подаються мережною схемою енергетичних потоків. Обсяги власного видобутку й імпортування паливних продуктів пов’язані співвідношеннями енергетичної безпеки на основі критеріїв, регламентованих чинним законодавством країни. Модель дозволяє формувати прогнозні паливно-енергетичні баланси з комплексним урахуванням таких основних факторів: досяжних обсягів видобутку первинних паливних ресурсів, структури потужностей генерування електричної і теплової енергії, а також структури потреби на всі види енергетичних ресурсів у секторах економіки країни (М.І. Каплін, Т.Р. Білан, М.О. Перов, І.Ю. Новицький).

Удосконалено екологічну модель технологічного розвитку вуглевидобування, у якій враховано екологічні наслідки роботи шахт шляхом пов’язування обсягів видобутку вугілля з обсягами виділення шахтного метану, необхідними виробничими потужностями обладнання для його утилізації, а також обсягами капітальних витрат на таке обладнання. Врахування цих витрат в умовах підвищених вимог до екологічності функціонування вугільної галузі є необхідним елементом прогнозування її розвитку, зокрема фінансового забезпечення програм модернізації. Із використанням цієї моделі виконана оцінка потенціалу обсягів скорочення викидів парникових газів у вугільній промисловості з урахуванням прогнозу розвитку вугільної галузі на період до 2040 р. Результати розрахунків свідчать, що лише за рахунок впровадження дегазаційного обладнання при модернізації шахт можливо досягти скорочення викидів метану на 35% у 2020р., 55% у 2025р. і до 59% у 2040 р. відносно фактичного рівня 2017 р. Загальний потенціал скорочення викидів парникових газів у вугільній промисловості України на період до 2040 р. становить до 50% СО2-еквіваленту відносно фактичного рівня 2017 р. (В.М. Макаров, М.І. Каплін, М.О. Перов).

Розроблено і досліджено математичні моделі процесів регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах з вітровими, сонячними електростанціями та акумуляторними батареями, яка надає можливість більш обґрунтовано приймати рішення щодо застосування найбільш ефективних законів регулювання. Проведені дослідження показали, що стабілізація частоти і потужності з потужними вітровими та сонячними електростанціями у їх складі може бути забезпечена шляхом введення в структуру енергосистем акумуляторних батарей з потужністю, співставною з потужністю вітрових та сонячних електростанцій. Доведено, що виконання зазначених умов надає змогу отримати точність регулювання частоти і потужності на рівні або навіть вище за нормативну для енергосистем як України, так і Євросоюзу (акад. НАН України М.М. Кулик, О.В. Згуровець).

Отримав подальший розвиток метод ущільнення добових графіків електричних навантажень в ОЕС України із застосуванням комплексів електричних теплогенераторів (ЕТГ) на основі електрокотлів та теплових насосів, встановлених на об’єктах систем централізованого теплопостачання (СЦТ) великих міст України. В частині методології розрахунків отримані нові аналітичні вирази, які дозволяють визначати реальні величини маневреної потужності для кожного виду СЦТ характерних для України. В результаті використання цієї методології визначено, що сумарна величина маневреної потужності ЕТГ становить на сьогодні від 2,8 до 3,4 ГВт. Цих потужностей достатньо для регулювання частоти та потужності в ОЕС України (1-1,2 ГВт) та для ущільнення добових графіків електричних навантажень в об’ємі від 2,0 до 2,2 ГВт у літній період та до 6,0 ГВт – у опалювальний період. (акад. НАН України М.М. Кулик, В.Д. Білодід, В.О. Дерій).

Розроблено нову математичну модель довгострокового розвитку структури генеруючих потужностей електроенергетичної системи у частково цілочисельній постановці, яка, на відміну від існуючих, дозволяє визначити терміни вводу та виведення з експлуатації конкретних блоків електричних станцій з урахуванням зміни їх техніко-економічних показників, комерційної доступності технологій, забезпечення балансів покриття характерних графіків електричного навантаження енергосистеми, виконання екологічних обмежень і вимог та інвестиційних обмежень. Математичну модель реалізовано у складі підсистеми «Матриця» програмно-інформаційного комплексу «Піраміда-V», розробленого в Інституті загальної енергетики НАН України (Т.П. Нечаєва).

За результатами дослідження критичних сценаріїв розвитку енергокомплексу (ЕК) країни сформовано комплекс превентивних заходів, необхідних для безперебійного забезпечення потреб країни в енергоресурсах та ефективної роботи ЕК з урахуванням вимог енергетичної безпеки. Для надійного функціонування ОЕС України необхідне створення оновленої системи автоматичного регулювання частоти та потужності на базі нових розробок для забезпечення умов відмови від послуг у регулюванні з боку Російської Федерації. Серед першочергових заходів в атомній енергетиці виділено подовження строків експлуатації діючих енергоблоків АЕС, диверсифікація джерел постачання ядерного палива (ЯП), повна добудова Централізованого сховища відпрацьованого ЯП та витрат на зняття з експлуатації блоків АЕС, прийняття на державному рівні рішення щодо вибору типу заміщуючих реакторів та майданчиків їх розташування, вирішення питання належного тарифоутворення для забезпечення фінансування об’єктів атомної енергетики. Необхідне внесення змін до моделі державної підтримки альтернативної енергетики. У нафтогазовій галузі першочерговими є заходи з підвищення власного видобутку вуглеводнів, забезпечення повноцінного функціонування ринку газу, створення ефективної системи обліку газу, на політичному рівні вирішення проблеми заповнення газотранспортної системи необхідними для її ефективної роботи об’ємами транзиту газу, створення газового хабу на базі підземних сховищ газу західного регіону (Т.П. Нечаєва, І.Ч. Лещенко).

Уточнено методологію визначення економічно доцільного потенціалу енергозбереження на чотирьох рівнях управління економікою згідно класифікатора КВЕД-2010 p.: країна, укрупнені секції, розділи енергоємних секцій, енергоємні види виробництва. Обчислено прогнозні обсяги енергозбереження: економію палива, теплової та електричної енергії по країні, в укрупнених секціях економіки, енергоємних розділах секцій та енергоємних виробництвах до 2040 р. з урахуванням екологічного фактору при визначенні енергоємності продукції. (О.Є. Маляренко, Н.Ю. Майстренко, В.В. Станиціна, Г.О. Куц).

Розроблено балансово-оптимізаційну модель оптимізації взаємоузгодженого функціонування теплової енергетики України і паливних галузей ПЕК. Модель відрізняється від відомих можливістю узгодження рівнів розвитку цих секторів економіки з метою гарантування енергетичної безпеки. Виробництво паливних ресурсів, їх споживання об’єктами генерації ПЕК подаються в межах єдиного підходу технологічними способами Л.В. Канторовича з диференційованим врахуванням технологічних показників виробників палива і енергії в умовах істотних змін енергозабезпечення, викликаних окупацією частини території країни. Розрахунки паливно-енергетичних балансів забезпечують можливості представлення в структурі системи енергозабезпечення заходів з реконструкції генеруючих джерел енергокомплексу країни. Модель може бути використана з метою оцінки впливу модернізації окремих об’єктів енергосистеми на загальний паливно-енергетичний баланс, визначення перспективних напрямків паливозабезпечення енергетики країни. (М.І. Каплін, Т.Р. Білан, М.М. Макортецький).

Скориговано прогноз розвитку вугільної промисловості на період до 2040 р. із врахуванням відновлення роботи тільки перспективних шахт тимчасово окупованих територій при поверненні їх під контроль української влади. Враховуючи ймовірність не повернення окупованих територій, відсутність інвестицій на відновлення і розвиток буровугільного комплексу та будівництво нових шахт розроблено критичний сценарій розвитку вугільної промисловості, який передбачає роботу тільки перспективних шахт на підконтрольній українській владі території. (В.М. Макаров, М.О. Перов, І.Ю. Новицький).

На основі розроблених раніше методів аналізу схем термохімічної регенерації (ТХР) проведено широкі числові дослідження термодинамічних та техніко-економічних характеристик таких схем стосовно до різних теплоенергетичних і теплотехнологічних установок. Встановлено, що при оптимальних умовах термін окупності капіталовкладень у реалізацію технології ТХР не перевищує 3-4 місяців. На прикладі газотурбінних установок газоперекачувальних станцій України визначено доцільний обсяг впровадження установок ТХР (О.А. Шрайбер, В.В. Дубровський).

Суттєво доопрацьована раніше створена математична модель взаємодії електроенергетичної системи (ЕС) та комплексів споживачів-регуляторів (СР) на основі електричних теплогенераторів (ЕТГ), розміщених в системах централізованого теплопостачання (СЦТ) крупних міст України в процесах регулювання навантажень ЕС, зокрема розроблено методологічні засади взаємодії ЕС та розосереджених СЦТ із встановленими в них ЕТГ як СР, розроблено теоретичні основи сумісного функціонування електричної та теплофікаційних систем з використанням ЕТГ для підвищення їх ефективності та керованості, розглянуто можливості організації процесів керування режимами навантажень в ЕС без збільшення в ОЕС України традиційних маневрових генеруючих потужностей, зокрема без збільшення потужностей на гідроакумулюючих електростанціях (В.Д. Білодід, Є.А. Ленчевський, В.О. Дерій).

На основі аналізу технічного стану теплових електростанцій та теплоелектроцентралей України розроблено пропозиції щодо удосконалення та заміни застарілого обладнання новим, яке знайшло широке використання в різних країнах світу з позитивним економічним ефектом та підвищенням маневреності енергоблоків в енергетичних системах. Нові технології забезпечують економію палива та зниження викидів ТЕС в навколишнє середовище (Л.О. Кєсова, І.С. Соколовська, І.В. Антонець).

Виконано перегляд моделей рівноважних цін і випусків в теорії міжгалузевого балансу (моделі «input-output», «витрати-випуск», В.В. Леонтьєва), віднайдені нові моделі для векторів цих величин. Установлені фундаментальні властивості основних матричних форм в системах рівнянь міжгалузевого балансу (ранги матриць, залежність рангів від векторів правих частин, багатозначність і властивості рішень). Теоретичні результати верифіковані на даних таблиць «витрати-випуск» в Україні за 2012 рік (акад. НАН України М.М. Кулик).

Розвинуті методи ущільнення добових графіків електричних навантажень в ОЕС України із застосуванням комплексів електричних теплогенераторів на основі електрокотлів та теплових насосів, встановлених на об’єктах систем централізованого теплопостачання великих міст України в частині узгодження графіків електричних та теплових навантажень. Виконано обґрунтування економічної доцільності реалізації цих методів. Впровадження зазначених методів надає можливість суттєво підвищити маневровість, надійність та стійкість Об’єднаної енергосистеми України (акад. НАН України М.М. Кулик, В.Д. Білодід, В.О. Дерій).

З урахуванням світових тенденцій розвитку електроенергетики та вимог, які висуває прогнозування на глибоку перспективу, вдосконалено моделі життєвого циклу енергетичних технологій, до яких введено функціональні залежності зміни питомих капіталовкладень у часі протягом горизонту прогнозування, враховано траєкторії змін вартості палива і шкідливих викидів та їх показники. Це дозволило адекватно визначати економічні показники технологій, які будуть вводитись в експлуатацію протягом прогнозного періоду. Запропоновано нову математичну модель оцінки перспектив впровадження нових генеруючих потужностей в ОЕС України, яка формалізована як оптимізаційна з цілочисельними змінними, що дозволяє визначати динаміку процесів введення потужностей та визначати необхідні для цього інвестиції (І.Ч. Лещенко, Т.П. Нечаєва).

На основі удосконалених математичних моделей сформовано та досліджено критичні сценарії розвитку енергетики країни, пов’язані з недостатнім інвестуванням в енергетичні об’єкти. Встановлено, що недостатнє інвестування може привести до колапсу галузі вже після 2030 р., коли почнеться широкомасштабне виведення з експлуатації застарілих потужностей. Впровадження технологій на природному газі низької капіталоємності не вирішить проблеми заміщення вибуваючих ТЕС та АЕС, а їх експлуатація у режимах, наближених до базового, приведе до суттєвого зростання використання природного газу, що значно підвищить рівень енергетичної залежності країни. Для стійкої екологічно-прийнятної роботи енергосистеми необхідно вже зараз вирішувати проблему пошуку джерел інвестування у галузь, особливо для реалізації таких висококапіталоємних проектів з тривалим терміном будівництва, як АЕС та ТЕС (Т.П. Нечаєва).

Визначено, що пріоритетними напрямами розвитку атомної енергетики України є заміщення діючих енергоблоків АЕС потужними енергоблоками з легководними реакторами під тиском типу ВВЕР, працюючих в базовому режимі навантаження, та впровадження малих модульних реакторів, здатних працювати з широким діапазоном зміни потужності. Результати виконання наукової роботи можуть бути використані для формування довгострокових рішень щодо розвитку атомної енергетики України, які забезпечують підвищення її безпечності, екологічності, енергетичної та економічної ефективності (Т.П. Нечаєва).

Удосконалено методику визначення прогнозного попиту на паливно-енергетичні ресурси комплексним методом, яка відрізняється від попередньої урахуванням структури електро- та теплогенеруючих потужностей, що призводить до більш точного визначення попиту на енергоресурси в енергетичному секторі. Визначено обсяги економії теплової енергії від структурних і технологічних змін з урахуванням тенденцій, що відбулись в економіці країни, уточнені обсяги прогнозної економії палива за видами (вугілля, природний газ, нафтопродукти, інші). За удосконаленими методиками розроблені відповідні прогнози попиту на паливо до 2040 року (О.Є. Маляренко, Н.Ю. Майстренко, В.В. Станиціна).

Розроблено структуру балансово-оптимізаційної моделі енергозабезпечення країни із врахуванням невизначеності постачання та нових напрямів їх надходження зі світових ринків. Модель містить підсистеми балансу вугілля, природного газу, нафти і нафтопродуктів, електричної і теплової енергії. (О.В. Стогній, М.І. Каплін, Т.Р. Білан).

На основі досліджень характерних особливостей добових графіків електричних навантажень в енергосистемах (ЕС) та графіків споживання теплової енергії від систем централізованого теплопостачання (СЦТ) для різних міст України визначені можливості та характер взаємодії цих макросистем в процесах регулювання електричних навантажень ЕС при застосуванні електричних теплогенераторів на основі електрокотлів та теплових насосів. Це дозволило створити узагальнену математичну модель регулювання навантажень ЕС, яку буде використано для застосування при модернізації автоматизованої системи диспетчерського керування ОЕС України, з доповненими компонентами пов’язаними з прогнозуванням графіків теплових навантажень СЦТ, характеристиками теплогенераторів, обмеженнями на взаємодію ЕС з СЦТ та обмеженнями застосування запропонованих комплексів теплогенераторів, які враховують регулюючі можливості електростанцій, що задіяні в ОЕС України (В.Д. Білодід, Є.А. Ленчевський, В.О. Дерій).

Розроблено метод визначення техніко-економічних характеристик установок для використання вторинних енергоресурсів, що утворюються в теплових двигунах і промислових печах, на основі термохімічної регенерації. Метод передбачає створення низки принципових і конструктивних схем установок з підвищеними техніко-економічними характеристиками (О.А. Шрайбер, В.В. Дубровський, І.В. Антонець).

З урахуванням очікуваної зміни фізико-технічних та техніко-економічних показників перспективних енергоблоків АЕС були вдосконалені існуючі детерміновано-стохастичні моделі життєвого циклу, а також доопрацьовані відповідні програмно-інформаційні засоби, що на відміну від загальновідомих, дозволяє визначати техніко-економічні показники АЕС, яка протягом її комерційної експлуатації використовується в режимах із змінним навантаженням (С.В. Шульженко, В.А. Денисов).