На підставі міжнародного системного підходу до розглядання технічних енергетичних систем розроблено універсальні структури, які відображають технічні, економічні та екологічні аспекти функціонування енергоблоків і теплових електростанцій, що працюють на вугіллі, мазуті чи газі. Ці структури можна використовувати як базові елементи для моделювання роботи теплової енергетики України.

Запропоновано розрахункову методику визначення показника емісії оксидів азоту без урахування заходів скорочення викиду. Методика враховує кінетику утворення та руйнування оксидів азоту у процесі спалювання палива в теплоенергетичній установці.

Розглянуто різні технології децентралізованого теплопостачання, а саме: котли на органічному паливі, когенераційні установки, теплові насоси, електрокотли, термери та ін. Визначено найбільш енергозберегаючі технології генерації і споживання теплової енергії у побуті та промисловості під час децентралізації енергопостачання.

Обгрунтовано актуальність коректної оцінки середньорічної ефективності використання палива в індивідуальних системах теплопостачання на основі газових котлів, що широко використовуються в Україні. На основі аналізу літературних даних встановлено, що циклічний режим роботи малих котлів супроводжується значним зниженням економічності через наявність додаткових втрат - теплових втрат експлуатаційної готовності. Тому оцінювання середньорічної ефективності використання палива такими котлами за паспортним значенням теплового ККД слід вважати неприпустимим. Через відсутність у технічних стандартах України вимог щодо обов'язкового визначення та представлення даних про додаткові втрати експлуатаційної готовності запропоновані формули для орієнтовних розрахунків таких втрат. Висновки щодо сезонної ефективності використання палива побутовими котлами за архітектурно-кліматичних умов України свідчать про те, що цей показник може змінюватися у межах 50 - 79 %, залежно від ступеню технологічної досконалості котла. Зроблено висновок про те, що в Україні необхідно запровадити гармонізовані міжнародні стандарти визначення економічності побутових котлів за показником середньорічної ефективності використання палива, а також обов'язково зазначати у паспортних характеристиках фактичні значення втрат експлуатаційної готовності.

Розроблено модель економічної оптимізації складу енергоблоків ТЕС з урахуванням факторів динамічної маневреності, яка враховує необхідні умови підтримки частоти в електричних мережах відповідно до сучасних норм. У моделі передбачено використання у системі електротеплових споживачів-регуляторів (СР) постійно включених у роботу. Такі СР можуть складатися з множини потужних установок електротеплового перетворення (наприклад, теплових насосів), що встановлюються в існуючих системах теплопостачання. Модель апробовано на прикладі, що відповідає загальним рисам ОЕС України. За модельними розрахунками визначено, що існуючим складом ТЕС неможливо самостійно забезпечити необхідні вимоги щодо швидкості відновлення потужності в ОЕС України у разі виходу з ладу найпотужнішого енергоблока (умова "N-1" ENTSO-E). Для ліквідації дефіциту маневреності необхідне залучення СР потужністю від 350 - 400 МВт до 1000 МВт. Це забезпечить не тільки необхідні часові параметри ліквідації розрахункової аварії, а й підвищення ефективності роботи ТЕС за рахунок зниження величини обертального резерву вторинного регулювання.

Незбалансованість структури генеруючих потужностей в ОЕС України із достатньо низьким рівнем маневрових потужностей ГЕС і ГАЕС перешкоджає регулюванню добового графіка навантаження, проходженню нічних провалів навантаження, забезпеченню аварійних та частотних резервів, що призводить до зниження стійкості і надійності роботи ОЕС України. За цих умов регулювання значної частини діапазону добового графіка навантаження здійснюється вугільними блоками ТЕС, потужністю 200 - 300 МВт, що були спроектовані для базового режиму навантаження з діапазоном регулювання 20 - 30 % від номінальної потужності. Щоденно диспетчерами станцій відключається до 10 енергоблоків для проходження нічного провалу навантаження енергосистеми, із подальшим їх включенням до мережі на ранковий та вечірній максимуми навантаження, що приводить до значних перевитрат палива (до 300 тис. тонн умовного палива на рік). Розглянуто нові напрямки реалізації процесів управління режимом навантаження енергосистеми у нічні години доби, засновані на принципах автоматичного управління потужностями навантаження сучасних електротермічних споживачів-регуляторів. Головною перевагою застосування електротермічних споживачів-регуляторів буде те, що завдяки їх застосуванню у години нічного провалу ГЕН буде створений заданий мінімальний рівень навантаження енергосистеми. Це сприятиме усуненню існуючої проблеми в енергосистемі щодо необхідності тимчасового відключення частини маневрових енергоблоків ТЕС у години нічного провалу навантаження. Крім того, стане можливим зменшити в енергосистемі і загальну кількість енергоблоків ТЕС, що працюють в маневрових режимах, чим сприяти подовженню ресурсу їх роботи.

Розглянуто можливість адаптації енергетичної галузі до змін кліматичних факторів. Останніми роками стає дедалі зрозумілим, що аномальні кліматичні зміни набувають закономірного характеру, формуючи багаторічний тренд як щодо підвищення середньої температури земної поверхні, так і щодо зростання частоти і амплітуди аномальних кліматичних проявів, що здійснюють дедалі більші фізичні впливи на енергетичну інфраструктуру. Вони можуть істотно змінюватися за час існування енергетичних об'єктів, що триває десятки років. Це зумовлює високу актуальність досліджень з визначення вразливості об'єктів паливно-енергетичного комплексу до змін клімату, спрямованих на розробки заходів з адаптації енергетичної галузі в цілому, а також її окремих підприємств до імовірних кліматичних змін. Основна частина роботи спрямована на оцінку кліматичної вразливості ккд теплових електричних станцій замкненого циклу, а саме, потужних паротурбінних установок ТЕС, ТЕЦ і АЕС, що входять до складу генеруючих потужностей Об'єднаної енергетичної системи (ОЕС) України, які мають водяні системи охолодження: прямотокові, що використовують природну воду рік і великих водоймищ і обернені, що здійснюють штучне охолодження циркуляційної води у ставках-охолоджувачах, бризкальних басейнах і мокрих градирнях. Розроблено методологічні аспекти впливу змін температури оточення на ефективність та потужність енергетичних установок. Виконано розрахунки з визначення змін потужності і ккд паротурбінних установок ТЕС, ТЕЦ та АЕС залежно від температури охолоджувальної води за енергетичними характеристиками. Проведено числові оцінки температурної залежності потужності та ккд типових турбоустановок ТЕС та АЕС. Зроблено висновки про те, що внаслідок суттєвої нелінійності процесів температурних змін, для їх коректного відображення необхідно надавати відповідні значення температурних коефіцієнтів ккд у окремих характерних температурних зонах і вибрано таки характерні зони.

Викладено матеріал щодо розроблення довгострокових планів трансформації застарілих систем централізованого теплопостачання (СЦТ) у сучасні енергоефективні системи. Запро¬поновано сучасні інструменти розроблення довгострокових планів модернізації та ефективної експлуатації СЦТ, включно з геоінформаційними системами, системами енергетичного мене¬джменту та бенчмаркінгу. Наведено законодавчу світову та вітчизняну правові бази для розви¬тку когенерації, теплових насосів, біоенергетики, екологічної безпеки.