Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эффективное природопользование моделирование, экономика, управление. Монография
.pdf
91
обстоятельствами. Во-первых, в системе отраслевых приоритетов в условиях до
сих пор существовавшего хозяйственного механизма экология занимала одно
из последних мест. Во-вторых, собственно методология учета экологических
факторов на отраслевом уровне связана с наличием вполне определенных количественно измеримых параметров, характеризующих внешние связи отрасли
с окружающей средой и региональной системой, в рамках которой функционирует отрасль. Такими показателями могут быть ограничения на природные ресурсы, выделяемые конкретной отрасли, платежи за использование природных
ресурсов, платежи за загрязнение окружающей среды и др. Отсутствие разработанной системы таких показателей в значительной степени осложняет возмож-
ности учета экологических факторов на отраслевом уровне.
Развитие исследований по эколого-экономическому моделированию идет
в двух взаимосвязанных направлениях: повышение достоверности процедур
эколого-экономического обоснования принятия хозяйственных решений и со-
вершенствование хозяйственного механизма рационального природопользования и охраны окружающей среды. Решение этих двух задач требует оценки со-
циально-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, в ходе которой должны найти отражение все рассмотренные выше принципы экологоэкономического моделирования.
4.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА
ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Проблема оценки социально-экономического ущерба от загрязнения
окружающей среды занимает одно из центральных мест в анализе процессов
эколого-экономического взаимодействия, в результате чего сформировалась
некоторая общность взглядов относительно подходов, принципов расчета и места этого показателя в системе управления рациональным природопользовани-
ем и охраной окружающей среды, хотя, как мы всегда отмечаем в рецензиях
и на защитах диссертаций, «многие вопросы требуют дальнейшего изучения».
Под ущербом от загрязнения окружающей среды понимается отрицательный
эффект, возникающий в различных сферах человеческой деятельности в результате
ухудшения состояния окружающей среды, обусловленного этой деятельностью.
Классификация составляющих ущерба от загрязнения производится
по следующим признакам:
1) по характеру проявления — ущерб экономике; социальный ущерб (ущерб
населению от повышения заболеваемости, эстетический, психологический);
92
2) по компонентам природной системы — ущерб от загрязнения атмосфе-
ры, водных ресурсов, нарушения земель и т. п.;
3) по группам реципиентов — ущерб промышленности, сельскому хозяй-
ству, населению и т. п.;
4) по характеру затрат (по этому признаку классифицируются прежде
всего составляющие ущерба, наносимого экономической системе) — затраты
(потери), вызванные отрицательным воздействием загрязнения окружающей
среды (уменьшение плодородия почв, продуктивности скота, ускоренное разрушение элементов производительных сил, потери продукции в связи с уменьшением производительности труда); затраты, связанные с предотвращением
последствий загрязнения окружающей среды (затраты на специальную очистку
вод, забираемых из загрязненных водоемов, дополнительную обработку почв,
профилактику заболеваний).
Величина ущерба может измеряться непосредственно в единицах недополученной продукции, затраченных ресурсов, численности, заболевших (натуральный ущерб). Однако для проведения экономического анализа загрязнения
окружающей среды и оценки эффективности природоохранных мероприятий
необходимо определить экономический ущерб, т. е. ущерб в денежном выраже-
нии. Существуют две различные интерпретации термина «экономический ущерб».
Согласно первой, он представляет собой ущерб, измеренный в денежных едини-
цах; согласно второй — ущерб, наносимый социально-экономической системе.
Первоначально оба эти понятия совпадали, поскольку экономической оценке подлежали главным образом негативные последствия, возникающие в экономической
сфере. Но к настоящему времени разработаны специальные методы денежной
оценки социального ущерба. В данной работе под экономическим ущербом понимается денежная оценка социально-экономического ущерба от загрязнения окру-
жающей среды. Однако сложность методов оценки социального ущерба приводит
к тому, что главное внимание все же уделяется расчету ущерба от загрязнения,
наносимого экономике:
1) определение загрязнения окружающей среды;
2) определение круга реципиентов загрязнения;
3) оценка натурального ущерба;
4) оценка экономического ущерба.
Ущерб, наносимый экономике загрязнением окружающей среды, представляет собой не отдельный вид издержек, а сумму изменений различных эко-
номических показателей — снижения ценности разрушенных природных ре-
сурсов, производственных фондов, производительности труда, урожайности,
93
увеличения производственных затрат в связи с ухудшением условий производства, повышения затрат на медицинское обслуживание населения, а также, рас-
ходов населения в связи с разрушением личного имущества и т. п. Таким обра-
зом, загрязнение окружающей среды приводит к изменению различных параметров и условий функционирования экономической системы, и поэтому
оценить все прямые и косвенные последствия этого загрязнения можно только
в процессе оптимизации развития этой системы.
Проиллюстрируем это следующим примером на основе статическую линейной оптимизационной модели замкнутой экономической системы, производящей р видов продукции. Существуют n технологических способов ее производства и (m + 1) типов ограниченных производственных ресурсов (природных,
трудовых ресурсов, основных фондов, капитальных вложений).
Пусть х — вектор интенсивностей функционирования технологических
способов размерностью n × 1;
А — матрица (р × n), характеризующая объемы производства каждого ви-
да продукции при единичной интенсивности функционирования каждого тех-
нологического способа;
r — матрица (m × n) объемов потребления производственных ресурсов
каждого типа (кроме трудовых) по каждому технологическому способу, функ-
ционирующему с единичной интенсивностью;
l — вектор-строка (1 × n) объемов использования трудовых ресурсов при
единичной интенсивности функционирования каждого технологического спо-
соба;
с — вектор-строка (1 × n) приведенных затрат на производство при еди-
ничной интенсивности функционирования каждого технологического способа;
П — вектор-столбец (p × 1) производства необходимых объемов каждого
вида продукции;
R — вектор-столбец (m × 1) ограничений на используемые производ-
ственные ресурсы;
L — общее количество трудовых ресурсов.
Тогда модель рассматриваемой экономической системы при отсутствии
загрязнения (модель 1) будет иметь вид
сх → min; (4.1)
x ≥ 0; (4.2)
Ах ≥ П; (4.3)
rx ≤ R; (4.4)
lx ≤ L. (4.5)
94
Обозначим оптимальное решение данной модели через x
I
. Ему соответ-
ствует значение целевой функции С
I
(СI = cxI).
Предположим, что в процессе производства продукции образуются k ви-
дов загрязнения, что приводит к разрушению и снижению качества производственных ресурсов и увеличению заболеваемости занятых на производстве (первая составляющая ущерба от загрязнения), а также к появлению дополнительных
расходов на медицинское обслуживание работников, подвергшихся влиянию за-
грязнения (вторая составляющая ущерба). Введем следующие обозначения:
z — матрица (k × n) объемов образования загрязнителей при единичной
интенсивности функционирования технологических способов;
yR — матрица (m × k) объемов уменьшения производственных ресурсов
на единицу образующихся в системе загрязнителей;
yL — вектор-строка (1 × k) количества заболевших на единицу выброса
каждого загрязнителя;
с
1
— норматив расходов на медицинское обслуживание одного заболев-
шего в результате загрязнения окружающей среды;
G — вектор-столбец (k × 1) критических объемов загрязнения, превыше-
ние которых приводит к необратимым последствиям. Тогда общий объем за-
грязнений каждого вида, образующихся в процессе производства, описывается
вектором z ∙ х. Элементы вектора yR ∙ z ∙ x показывают снижение объемов име-
ющихся производственных ресурсов в связи с загрязнением окружающей среды, а величина yL ∙ z ∙ x — общее количество заболевших в результате этого за-
грязнения. Модель 1 модифицируется следующим образом:
cx + c1yLzx → min; (4.6)
x ≥ 0; (4.7)
Ax ≤ П; (4.8)
rx + yRzx ≤ R; (4.9)
lx + yLzx ≤ L; (4.10)
zx ≤ G. (4.11)
Обозначим оптимальный набор векторов модели II (уравнения (4.6) — (4.11))
через xII, а целевую функцию в точке оптимума — через СII(СII = cxII + c1yLzxII).
В соответствии с общим определением экономического ущерба от загрязнения окружающей среды и при предположении, что существуют только две
группы последствий загрязнения (разрушение производственных ресурсов
и заболеваемость занятых на производстве), величина экономического ущерба (D)
95
есть приращение оптимальных затрат экономической системы в связи с загряз-
нением, т. е. разница между функционалами моделей экономической системы,
построенных с учетом и без учета загрязнения
D = CII – CI = cxII + c1yLzxII – cxI.
Однако полученная таким образом величина представляет собой реально
наносимый ущерб только в том случае, если образующееся при производстве
загрязнение не подвергается обезвреживанию (очистке), а полностью поступает
в окружающую среду или если коэффициенты матрицы z характеризуют удель-
ные объемы выброса загрязняющих веществ в окружающую среду (причем
процесс очистки остается за рамками оптимизации). Ограниченность такого
подхода очевидна.
Расчет экономического ущерба от загрязнения, наносимого замкнутой
экономической системе, не является самостоятельной целью. Он необходим для
нахождения экономического оптимума загрязнения среды (оптимального соотношения между экономическим ущербом от загрязнения и суммарными затратами на очистку и обезвреживание загрязнений), что требует совместной опти-
мизации процессов производства и очистки.
Схема расчета экономического ущерба в условиях оптимального функционирования системы представляется следующей. Строится модель совместной
оптимизации процессов производства и очистки. Полученные из этой модели
оптимальный вектор производства и соответствующий оптимальным объемам
очистки вектор выбросов неочищенных загрязнений подставляются в целевую
функцию модели II. Разница между функционалами моделей I и II будет со-
ставлять экономический ущерб от загрязнения окружающей среды. Очевидно,
что достоверность и полнота рассчитанного таким образом показателя экономического ущерба зависят от степени детализации и точности, с которыми бы-
ли отражены в модели все последствия загрязнения.
Даже в том случае, если бы удалось преодолеть возникающие трудности
(большая размерность, отсутствие информации и способов выделения последствий загрязнения при одновременном воздействии ряда других факторов и т. п.),
полученный показатель ущерба, наносимого экономической системе загрязнением
окружающей среды, недостаточен для решения всех задач, связанных с регулированием загрязнения, и может использоваться лишь для определения экономического оптимума загрязнения. Главным недостатком рассчитанного таким обра-
зом экономического ущерба является отсутствие связи между конкретным
96
источником (генератором) загрязнения — хозяйственной единицей, и величи-
ной ущерба, наносимого этим источником. Очевидно, что теоретически возможный в этом случае расчет экономического ущерба от каждого конкретного
вида загрязнения с помощью дезагрегирования объемов, источников и реципи-
ентов загрязнения еще в большей степени усложняет задачу.
При изучении методов расчета экономического ущерба можно выделить
два типа загрязнения: то, которое имеет место при реализации крупномасштабных хозяйственных мероприятий и в процессе оптимизации развития экономической системы влечет за собой смену базиса оптимального решения, и то, которое не приводит к возникновению последствий, существенно меняющих оптимальное решение. Оценку ущерба, наносимого осуществлением крупных
проектов, можно проводить в рамках оптимизационного моделирования эконо-
мических систем, позволяющего учесть все межотраслевые последствия нарушений природной среды. Наиболее гибким и перспективным инструментом
оценки экономического ущерба, причиняемого загрязнением окружающей среды, является метод эмпирических зависимостей, который основан на статистической обработке информации о состоянии реципиентов загрязнения и воздействии на них различных факторов, в результате чего устанавливаются зависимости между уровнем загрязнения и наносимым этим реципиентом ущербом
(натуральным или экономическим, т. е. измеренным в стоимостных единицах).
Полученные с помощью этих эмпирических зависимостей аналитические выражения экономического ущерба (D) представляют собой функции четырех
групп аргументов: D = f(z, у, v, t), где z — показатели загрязнений; у — количественные и качественные характеристики реципиентов загрязнения; v — вектор
стоимостных оценок натуральных показателей; t — временные параметры.
Очевидно, что построение достоверных функций экономического ущерба
от загрязнения окружающей среды требует наличия больших массивов различ-
ного рода информации — экономической, медико-биологической, гидрологи-
ческой и т. п. Поэтому значительная часть возникающих при этом проблем вы-
ходит за рамки собственно экономического анализа.
Должны быть отражены и динамические аспекты воздействия загрязне-
ния: его длительность, процесс распространения загрязнителей во времени
и пространстве, их взаимодействие, накопление и деградация с течением времени, а также соизмерение экономических ущербов, наносимых в различные
промежутки времени. Учет динамических аспектов загрязнения можно проиллюстрировать на примере построения функции экономического ущерба от воз-
действия однородного загрязнения, испускаемого точечным источником.
97
Предположим, что существует i = 1, ..., I реципиентов рассматриваемого
загрязнения, и посредством статистического анализа установлены эмпирические зависимости между экономическим ущербом, причиняемым каждому реципиенту в единицу времени, и концентрацией данного загрязнителя Di(К),
а также определены функции распространения и деградации данного загрязни-
теля в окружающей среде (которая предполагается однородной):
S(t) — площадь распространения загрязнения за время t, прошедшее
с момента выброса;
Ni(t) — численность реципиентов вида i, подвергшихся влиянию загряз-
нения за время t, прошедшее с момента выброса;
F(t) — монотонно убывающая функция изменения объема загрязнителя за
время t, прошедшее с момента выброса.
Тогда с учетом некоторых допущений (усреднения концентрации загрязнителя на всей площади распространения выброса в каждый момент времени,
однозначного соответствия числа реципиентов загрязнения и площади его распространения) общий (интегральный) экономический ущерб, наносимый зал-
повым выбросом загрязнителя, будет определяться следующим образом:
;)(
)(
)(
0
1
0
dttN
tS
tFz
DqD
I
i
ii
t
=
=
(*)
,
)(
)(
0
tS
tFz
K
=
где z0 — объем залпового выброса загрязнителя, поступившего в окружающую
среду в нулевой момент времени; q(t) — дисконтирующая функция (монотонно
убывающая), q(t) > 0,
;0)(lim =
→
tq
t
функции F(t), S(t), Ni(t) и D(K) непрерывны
и положительно определены.
Приведем эту формулу к дискретной форме задания зависимостей между
экономическим ущербом и концентрацией загрязнителя (например, в годовом
разрезе). Для этого в качестве аргумента функции ущерба возьмем средние за
период концентрацию и численность реципиентов загрязнения:
;
τ
)τ(
0
=
−tt
t
d
S
Fz
К
98
,
τ)τ(
)(
=
−
t
t
i
i
dN
tN
где d — длина интервалов, на которые разбит временной ряд. Формула инте-
грального ущерба от залпового выброса загрязнителя приобретает следующий
вид:
( )
= =
−
=
t
I
i
t
iti
qtNKDD ,)()(
1
где D — функция зависимости общего за период Δ экономического ущерба от
средней за этот период концентрации загрязняющего вещества.
Аналогично можно построить функцию экономического ущерба, наносимого постоянными выбросами однородного загрязнителя, при этом необходимо
учесть накопление загрязнения в окружающей среде. Выражение концентрации
в формуле (*) модифицируется следующим образом:
,
)(
θ)θ(
)(
0
θ
tS
dtFz
tK
t
−
=
где zθ — объем выброса загрязнителя в момент времени θ, 0 ≤ θ ≤ t.
Построенные функции экономического ущерба могут применяться либо
непосредственно для расчета фактических или прогнозных денежных оценок
ущерба от загрязнения в процессе эколого-экономического обоснования плани-
руемых хозяйственных мероприятий, при определении размеров платежей за
загрязнение, налагаемых на конкретные предприятия-загрязнители, либо для
моделирования и анализа эколого-экономических взаимодействий. С помощью
этих функций осуществляются исследование теоретических проблем достижения экономического оптимума загрязнения окружающей среды и оптимизация
развития экономических систем. Причем экономический ущерб может высту-
пать в качестве самостоятельного критерия оптимизационной задачи (одно- или
многокритериальной), а также включаться в общую сумму затрат, которые
несет система (участвуя тем самым в формировании так называемого социаль-
но-экономического критерия).
99
4.3. ОПЫТ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ОТРАСЛЕВЫХ СИСТЕМ
С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Сложность исследования вопросов развития отраслевых систем увеличивается в связи с региональным характером процессов природопользования и,
следовательно, с необходимостью согласования решений отрасли с интересами
регионов, на территории которых размещаются предприятия отрасли. Учет
факторов использования природных ресурсов и охраны окружающей среды при
обосновании перспектив отраслевого развития выдвигает новые требования
к методам обоснования принимаемых плановых решений, в том числе к мето-
дам экономико-математического моделирования, обусловливает необходимость
их дальнейшего совершенствования.
Классическая задача отраслевой оптимизации ставится в виде задачи линейного программирования. Учет экологических аспектов наиболее развит именно в таких задачах, в которые, как правило, вводится дополнительный блок усло-
вий, характеризующих взаимодействие отраслей с окружающей средой и учитывающих экологические факторы в развитии топливно-энергетического комплекса.
Эти задачи не потеряли актуальность и в третьем десятилетии XXI в.
В частности, подобная задача состоит в том, чтобы найти такой вариант
развития топливно-энергетического комплекса, который при минимальных затра-
тах обеспечивал бы полное удовлетворение потребностей города в тепле и электроэнергии, а также соблюдение заданных ограничений по вредным выбросам. Крите-
рием оптимальности задачи является сумма затрат в топливно-энергетическом
комплексе и экономического ущерба, связанного с вредными выбросами. При оп-
тимизации предлагается также учитывать экономический эффект, связанный с реализацией некоторых способов снижения вредных выбросов.
До сих пор актуален вопрос моделирования процесса эксплуатации лесных ресурсов с учетом всех их полезных свойств, например, пользование леса-
ми, произрастающими на территории региона, для которого вследствие выброса вредных веществ промышленными предприятиями актуальна проблема ка-
чества воздуха. Строится экономико-математическая модель, включающая
ограничения, описывающие процессы заготовки и потребления древесины,
и ограничения на объемы выброса загрязнителей. Воздухозащитные свойства
древостоя моделируются функциями, отражающими количество загрязнителя,
которое поглощается единицей площади древостоя определенного возраста,
и учитывается поступление загрязнителей в атмосферу и их поглощение лесной
растительностью.
100
Обзор публикаций по вопросам, связанным с учетом экологических факторов в моделях отраслевой оптимизации, подтверждает необходимость дальнейших исследований в этой области. Анализ проведенных работ в этом
направлении показывает недостаточную комплексность расчетов. Фактически
отсутствует системное описание взаимодействия отрасли с окружающей средой. Как правило, рассматривается лишь одно из направлений этого взаимодействия (использование водных ресурсов, загрязнение воздушного бассейна). Не
представлен многоуровневый характер процесса принятия решений в области
природопользования, отсутствует согласование отраслевых и региональных аспектов. Задачи оптимизации отраслевого развития с учетом экологических факторов имеют в основном статическую постановку, не дается методическое
обобщение применяемых подходов.
Поэтому большое значение имеет разработка методических вопросов оп-
тимизации отраслевых систем в условиях интенсивных связей с окружающей
средой. Возможны два подхода к оптимизации отраслевого развития с учетом
экологических факторов. Первый подход при известных производственных ха-
рактеристиках (объемах выпуска продукции, параметрах технологических спо-
собов) развития отраслевых систем предусматривает моделирование природоохранной деятельности в отрасли (очередность и объемы строительства очист-
ных сооружений, технологические варианты очистки сточных вод и т. д.). То
есть при таком подходе выбору подлежат параметры природоохранных меро-
приятий. Второй подход, с нашей точки зрения, методически более правильный, заключается в проведении совместной оптимизации производственной
и природоохранной деятельности в отрасли, что позволит получить оптималь-
ный с эколого-экономических позиций план.
Задачей экологического блока отраслевого уровня планирования является
согласование планов производства с запасами природных ресурсов, потребляемых отраслью. Это положение имеет принципиальное значение для добывающих отраслей промышленности, возможности развития которых, прежде всего,
обусловлены запасами природных ресурсов, пригодных для хозяйственного использования. Ограничения на запасы природных ресурсов, определяющих спе-
циализацию отрасли, относятся к числу основных ограничений, учитываемых
в отраслевых моделях. В принципе, в отраслевые модели могут быть введены
дополнительные ограничения, связанные с использованием данной отраслью
ресурсов многоцелевого назначения (воды, земли и т. п.). Такая возможность
в настоящее время действительно используется в отраслевых моделях. При таком
подходе предполагается, что ресурсы многоцелевого назначения уже каким-то
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]