Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические основы управления промышленным узлом в эколого-экономической системе. .10
1.1. Анализ основных направлений учета экологических факторов в экономических процессах . .10
1.2. Сущность и структура эколого-экономической системы . 23
1.3. Условие устойчивости промышленного узла .39
2. Формализация задачи управления промышленным узлом 46
2.1. Структура системы управления промышленным узлом . 46
2.2. Постановка задачи управления промышленным узлом . 56
2.3. Стратегия управления промышленным узлом в эколого-экономической системе .60
2.4. Предельные возможности управления промышленным узлом. Постановка задачи . .83
2.5. Имитационное моделирование ресурсных циклов . .86
3. Управление отходами промышленного узла .97
3.1. Отходы производства как источник потенциальной опасности для населения и окружающей среды . .97
3.2. Управление ноосферным метаболизмом как основной способ решения задачи управления отходами . . .107
3.3. Формализация задачи управления отходами .110
3.4. Экономико-организационные направления управления отходами .112
4. Результаты имитационного эксперимента . . 133
4.1. Имитационный эксперимент для случая невосстановимого сырьевого ресурса . . 133
4.2. Имитационный эксперимент для случая восстановимогосырьевого ресурса. 136
Заключение 144
Литература 149
- Анализ основных направлений учета экологических факторов в экономических процессах
- Структура системы управления промышленным узлом
- Отходы производства как источник потенциальной опасности для населения и окружающей среды
- Имитационный эксперимент для случая невосстановимого сырьевого ресурса
Введение к работе
Экономическая наука рассматривает производство как процесс создания материальных благ, совершающийся между людьми и природой в рамках определенной социальной организации. Субъектом производственной деятельности является человеческое общество, а в качестве объекта, на преобразование которого направлена эта деятельность, выступает биосфера земли, являющаяся ареной, на которой разворачивается естественно-исторический процесс развития человечества. Все разнообразие протекающих при этом процессов можно разделить на процессы взаимодействия общества с биосферой и процессы, протекающие внутри человеческого общества по поводу материального производства. Являясь наукой общественной, экономика прежде всего изучает процессы второго типа, абстрагируясь в определенной мере от существования биосферы и рассматривая ее в основном как источник сырьевых ресурсов. При этом целью общества считается повышение экономической эффективности производства, под которой понимается соотношение между результатами хозяйственной деятельности и затратами труда и ресурсов. Под управлением экономической системой понимается нахождение таких форм организации производства, которые обеспечивают достижение его максимальной эффективности.
Такой подход был вполне обоснован до тех пор, пока уровень развития промышленности был таким, что ресурсы биосферы можно было считать неисчерпаемыми и общество не испытывало обратного влияния биосферы на процесс производства. Современный уровень развития производительных сил превратил человечество в геологическую силу, изменяющую облик планеты [2, 16, 17, 18, 19, 45, 53, 127]. Хозяйственная деятельность превратилась в фактор, создающий опасность для самого существования человека.
Дальнейшее использование в управлении производством неадекватных реальности представлений о независимости экономических и биосферных процессов приводит к нарастанию негативных явлений, которые воспринимаются как глобальный экологический кризис [56, 67, 83]. В настоящее время после выдающихся работ В.И.Вернадского [17, 18, 19], Н.Н.Моисеева [93, 94, 95, 96, 97], Н.Ф.Реймерса [117, 118, 119] не оспаривается тот факт, что реше ниє экономических и других глобальных проблем невозможно без учета влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую природную среду.
Основным загрязнителем биосферы и фактором, нарушающим её устойчивость, является промышленный узел, входящий в состав эколого-экономической системы региона. Возникает необходимость существенного совершенствования методов управления промышленными узлами с учетом экологических факторов, которая сдерживается недостаточной разработкой соответствующего научно-методического обеспечения. Разрешение этого противоречия является актуальной задачей экономической науки.
Нам представляется, что исследование такой сложной проблемы, как проблема устойчивого управления промышленным узлом в эколого-экономической системе, должно начинаться с выяснения общих закономерностей функционирования эколого-экономических систем. Это позволит построить общую модель промышленного узла, как элемента эколого-экономической системы. Исследование этой модели, аналитическое или с помощью имитационного моделирования, позволит изучить возможности управления промышленным узлом, получить качественное описание происходящих в нем процессов, уточнить критерии управления и сравнить различные стратегии управления. На основе полученных результатов на следующем этапе может быть уточнена математическая модель промышленного узла и разработана система поддержки принятия решений на региональном уровне [44].
Эти выводы обусловили выбор темы исследования.
Целью работы является разработка теоретических положений и практических рекомендаций по совершенствованию управления промышленным узлом в эколого-экономической системе.
Объектом исследования является промышленный узел, как элемент эколого-экономической системы.
Предметом исследования является управление промышленным узлом с учетом эколого-экономических ограничений на его функционирование.
Задачи исследования:
- сформулировать и обосновать основные теоретические положения управления промышленным узлом;
- выяснить условия устойчивости промышленного узла, как важнейшего элемента эколого-экономической системы;
- разработать формализованную эколого-экономическую модель управления промышленным узлом;
- выявить основные экономико-организационные направления решения задачи управления промышленными отходами;
- разработать имитационную модель управления ресурсным циклом промышленного узла.
Методологический подход к исследованию процессов управления промышленным узлом в эколого-экономической системе, использованный в диссертации, заключается во-первых, в рассмотрении эколого-экономической системы как сложной системы, обладающей элементами самоорганизации, к которой применимы методы общей теории систем, статистической термодинамики и теории управления, во-вторых, в использовании для исследования процессов в такой системе имитационного моделирования.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке теоретических положений управления промышленным узлом в эколого-экономической системе с учетом рационального природопользования. Конкретно автором получены следующие теоретические и практические результаты, определившие новизну и являющиеся предметом защиты:
- определено содержание нового понятия "ноосферный метаболизм", обобщающее понятие обмена веществ в биосфере на совокупность биогеохимических и техногенных циркуляции вещества в эколого-экономических процессах;
- обосновано теоретическое положение, заключающееся в том, что устойчивость ноосферного метаболизма является условием устойчивости промышленного узла в эколого-экономической системе;
- предложена новая формализация задачи управления промышленным узлом, что позволило определить стратегию управления, заключающуюся в уменьшении энтропии эколого-экономической системы;
- получено математическое выражение, связывающее энтропию эколо-го-экономической системы с распределением инвестиций в основные фонды предприятий промышленного узла;
- установлена корреляция между уровнем организованности промышленного узла и распределением инвестиций в основные фонды предприятий, что позволило предложить новый подход к управлению промышленным узлом;
- предложен новый подход к управлению отходами промышленного узла, заключающийся в создании системы управления техногенными потоками;
- определены основные экономико-организационные направления решения задачи управления отходами, которые заключаются в формировании целевых программ, обеспечивающих уменьшение энтропии эколого-экономической системы, создании многоуровневой системы мониторинга промышленных отходов, разработке имитационной модели эколого-экономической системы и интегрированной системы баз данных, служащих основой информационного обеспечения управления отходами;
- разработана имитационная модель замкнутого ресурсного цикла, позволяющая исследовать динамику использования сырьевого ресурса и накопления отходов и осуществлять поиск оптимальной стратегии управления инвестициями.
Практическая ценность исследования заключается в том, что теоретические положения и практические рекомендации, содержащиеся в диссертации, могут быть использованы для совершенствования методов управления промышленным узлом, как составной части эколого-экономической системы. Предложенная имитационная модель ресурсного цикла может служить основой для разработки автоматизированной системы поддержки принятия решений по управлению промышленным узлом. Результаты исследования могут найти применение в преподавании экономических дисциплин и спецкурсов, посвященных управлению эколого-экономическими системами.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы докладывались на Всероссийской конференции "Экологические проблемы промышленности" (Екатеринбург, 1998); на научно-практической конференции
"Десятилетие природоохранной службы Российской Федерации. Проблемы. Решения. Перспективы" (Челябинск, 1998); на научной конференции "Проблемы рационального природопользования и устойчивого развития Челябинской области" (Челябинск, 1999); на научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 1998-2000 гг.); на научных семинарах кафедры прикладной математики Южно-Уральского государственного университета, кафедр экономической теории и мировой экономики Челябинского государственного университета.
По теме диссертации опубликовано 9 работ. Результаты исследования использовались при разработке концепции и областной программы "Отходы Челябинской области" [70, 71] и "Федеральной социально-экономической программы развития Челябинской области до 2005 года".
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
Первая глава "Теоретические основы управления промышленным узлом в эколого-экономической системе" посвящена обоснованию основных принципов управления промышленным узлом. В ней приведен анализ существующих подходов к решению задачи учета экологических факторов в управлении экономическими процессами. Выполнен анализ основных понятий, используемых для описания взаимоотношений природы и общества -ноосферы, техносферы и эколого-экономической системы. Даны определения промышленного узла и эколого-экономической системы, используемые в дальнейшем исследовании. Вводится понятие ноосферного метаболизма, расширяющее понятие метаболизма в биологических системах на ноосфер-ные процессы. Обосновано положение об определяющей роли ноосферного метаболизма, как главного фактора устойчивости промышленного узла. Это позволяет поставить задачу управления промышленным узлом в эколого-экономической системе как задачу управления ноосферным метаболизмом.
Во второй главе "Формализация задачи управления промышленным узлом" для исследования вопросов управления промышленным узлом используется энтропийный подход, аналогичный используемому с статистической термодинамике и теории информации. Основным используемым понятием является понятие энтропии распределения вещества, используемого для получения конечного продукта, между предприятиями, входящими в промышленный узел. В результате проведенного исследования сделан вывод о том, что стратегия управления эколого-экономической системой должна заключаться в уменьшении ее энтропии. В общей постановке сформулирована задача управления промышленным узлом в эколого-экономической системе. Выполнена постановка задачи нахождения предельных возможностей управления промышленным узлом.
В третьей главе "Управление отходами промышленного узла" разработанные теоретические положения использованы для исследования задачи управления промышленными отходами. Выполнен анализ состояния проблемы отходов в Челябинской области. Сформулирован новый подход к решению задачи управления промышленными отходами, опирающийся на понятие ноосферного метаболизма. Общая задача управления эколого-экономической системой конкретизирована для случая управления отходами. Определены основные экономико-организационные направления решения задачи управления отходами.
В четвертой главе "Результаты имитационного эксперимента" приведены итоги проведенного с помощью имитационной модели исследования системы "предприятие-ресурс". Рассмотрены случаи использования невосстановимого и восстановимого сырьевого ресурса. Получены графики, описывающие динамику производственной мощности предприятия и запаса сырьевого ресурса при различных темпах роста производственной мощности и различной скорости потребления ресурса. Рассмотрен случай возникновения колебаний производственной мощности предприятия и запаса сырьевого ресурса при использовании восстановимого ресурса. Показана принципиальная возможность создания стабильного замкнутого ресурсного цикла.
В заключении сформулированы основные научные результаты, полученные в диссертации, и поставлены задачи для дальнейшего исследования.
Анализ основных направлений учета экологических факторов в экономических процессах
В настоящее время наиболее известны две научные экономические школы, в рамках которых рассматриваются вопросы учета экологических факторов в управлении экономикой: неокейнсианская и неоклассическая [60, 80, 101,109].
Неокейнсианская школа отдает предпочтение прямому государственному экологическому регулированию экономики в сочетании с инструментами рыночного регулирования при решающей роли государственного вмешательства в экономику.
Неоклассическая школа предлагает косвенное экологическое регулирование с помощью экономических методов при минимальном вмешательстве в экономику со стороны государства. Главную причину ухудшения состояния окружающей природной среды сторонники этой научной школы видят в том, что некоторые виды общественных ресурсов не имеют денежной оценки и выпадают из сферы действия рыночных механизмов. Этот механизм не работает при решении вопросов взаимодействия хозяйственной деятельности и природной среды, так как уровень её загрязнения практически не сказывается на результатах хозяйственной деятельности. В связи с этим резко ухудшаются сами результаты хозяйственной деятельности предприятия в связи с социальными издержками на охрану окружающей среды, а с другой стороны происходит скрытое субсидирование загрязнителей за счет экономии на затратах по предотвращению загрязнений. Из этого делается вывод о необходимости разработки некоего эквивалента цены для природных ресурсов, учитывающего их загрязнение.
Для решения проблемы сторонники неоклассической школы предлагают набор инструментов косвенного регулирования: - залоговые вклады на возмещение экологического ущерба; - субсидии предприятиям, принимающим меры по снижению уровня загрязнения окружающей среды; - налогообложение экологического ущерба; - платежи за загрязнение окружающей среды.
Однако применение такого механизма на практике сталкивается с большими трудностями. Их причины заключаются в следующем: - сложность определения величины экологического ущерба и вычисления ставок налогов; - сложность, а иногда и неосуществимость, процедур контроля за объемами и содержанием выбросов и сбросов;
- непомерно высокие ставки налога, определяемые на основе экологического ущерба.
Нам представляется, что есть более существенная причина, мешающая осуществлению изложенного подхода. Процессы взаимодействия хозяйственной деятельности и природной среды протекают не в рамках экономической системы, а в рамках более широкой, чем экономика, эколого-эконо-мической системы, включающей экономику в качестве своей подсистемы. Для ее описания должен существовать собственный язык, являющийся метаязыком по отношению к языку экономической системы. Этот вывод непосредственно следует из знаменитой теоремы Гёделя о неполноте, устанавливающей факт недостаточности собственного языка системы для полного описания её свойств [134]. Поэтому задача заключается не в расширении смысла таких экономических понятий как цена, стоимость, спрос, потребление и других на экологическую составляющую, а в создании собственного языка описания эколого-экономических систем, адекватного происходящим в них процессам. Для решения проблемы нужно выйти за рамки экономической системы и как бы посмотреть на неё со стороны.
Неокейнсианская школа предлагает взять за основу экономических инструментов экологического регулирования не ущерб от загрязнения окружающей среды, а общественно необходимые и экономически оправданные общенациональные затраты, связанные с постепенным снижением уровня загрязнения. В соответствии с этим объем выделяемых для решения экологи ческих задач экономических ресурсов определяется возможностями общества и устанавливается центральными и местными органами власти. Эта практика находит широкое применение в западных странах.
Подход неокейнсианской школы нам представляется более правильным, поскольку он позволяет подходить к процессу взаимодействия производства и окружающей природной среды как к управляемому процессу, допускающему его прямое регулирование. Однако и он, всилу названных выше причин, не решает полностью всей проблемы.
Нарушение экологического равновесия в масштабах всей планеты приводит к необходимости рассмотрения взаимодействия человеческого общества и природы в рамках единой эколого-экономической системы, объединяющей социальные, экономические и природные процессы. Возникает необходимость построения моделей эколого-экономических систем. Это требует комплексного рассмотрения разнородных физико-химических, биологических, экономических и социальных процессов, многие из которых еще недостаточно изучены. Сложность создания эколого-экономических моделей усугубляется недостаточностью информации для верификации таких моделей, а также их высокой размерностью. Эти трудности носят принципиальный характер и требуют отказа от использования для описания таких систем моделей математической экономики и математической экологии
Структура системы управления промышленным узлом
Существующая система потоков вещества - сырья, продуктов производства и отходов - является результатом исторического развития промышленности и складывалась во многом стихийно без учета ее опасности для окружающей среды [21, 22]. Результатом этого стихийного процесса является огромное количество накопленных отходов производства и потребления и продолжающийся их рост. Возникшее противоречие между невозможностью прекращения развития промышленного производства и очевидной угрозой существованию человека, как биологического вида, может быть разрешено путем создания системы управления техногенными потоками вещества и поддержанием их параметров в допустимых пределах.
В соответствии с сформулированным выше определением эколого-экономическая система представляет собой целостную совокупность предприятий, экосистем и населения, расположенных на некоторой территории,. Она включает в себя: - часть литосферы, гидросферы и атмосферы на территории эколого-экономической системы; - экологические системы, стабильность которых должна обеспечиваться; - население региона; - промышленный узел; - сферу потребления произведенных продуктов, в которой каждая единица продукта находится в течение своего срока жизни; - хранилища отходов, образованных в результате работы промышленных предприятий; - хранилища отработавших свой срок продуктов производства, превратившихся в отходы.
Под хранилищем отходов будем понимать как специально оборудованные участки местности или помещения, предназначенные для хранения отходов, так и необорудованные свалки.
Эколого-экономическую систему будем рассматривать с точки зрения существующих между ее элементами потоков вещества. Элементы эколого-экономической системы (биосфера, промышленный узел, сфера потребления, хранилища отходов и т.д.) рассматриваются как преобразователи входных потоков вещества в выходные.
Динамика эколого-экономической системы заключается в следующем: - происходит изменение во времени объемов переработки входных потоков вещества, приводящее к изменению количества образующихся отходов; - изменяется состояние предприятий вследствие исчезновения старых и появления новых технологий, что приводит к изменению выходных техногенных потоков, количества и перечня производимых отходов; - между элементами системы могут появляться и исчезать связи, то есть может происходить изменение структуры системы.
Предоставленная самой себе эколого-экономическая система неизбежно приходит к конфликту с окружающей природной средой, так как каждое предприятие преследует свою локальную цель, не учитывающую экологические критерии и интересы системы в целом. Согласованная эволюция эколого-экономической системы, по нашему мнению, возможна лишь при наличии системы управления регионального уровня, управляющей этой эволюцией.
Эволюция эколого-экономической системы осуществляется как результат совместного решения большого числа задач целевого управления. Перечислим эти задачи. 1. Оптимизация технологического процесса, которая, как правило, сводится к решению одной из задач оптимального управления. 2. Переход на новую технологию. Осуществляется как результат выбора одной из альтернатив, направленных на совершенствование производственного процесса на конкретном предприятии. 3. Разработка инвестиционных проектов для финансирования конкретных мероприятий. 4. Распределение ограниченных ресурсов бюджета региона, в том числе и муниципального образования, в состав которого входит промышленный узел, между конкурирующими экологическими проектами с учетом их экономической и экологической эффективности.
Исходя из общих положений кибернетики и общей теории систем рассмотрим, какова должна быть структура управления промышленным узлом эколого-экономической системы.
Любая система управления включает в себя: - механизм управления (принципы, цели, методы, функции); - структуру управления (система органов управления, средства управления, кадры); - процесс управления (процесс принятия решения и его реализации).
Поскольку элементом эколого-экономической системы, непосредственно ответственным за взаимодействие хозяйственной деятельности с экосистемами, является промышленный узел, то управление экономической системой осуществляется путем управления этим промышленным узлом. Поэтому в контексте данной диссертации понятия "управление эколого-экономической системой" и "управление промышленным узлом" являются синонимами. Управление промышленным узлом и есть управление эколого-экономической системой. Это определяет важнейшую роль промышленного узла в структуре эколого-экономической системы.
Общая кибернетическая схема управления сложной системой, приведенная на рис.7, применима и к промышленному узлу.
На этой схеме ОУ - объект управления, которым является промышленный узел, УУ - устройство управления. Функции устройства управления выполняет управляющая подсистема, порождающая управляющие решения. Эта управляющая подсистема является некоторой организационной структурой, обладающей соответствующими полномочиями. Рецептор Р является информационной системой, обеспечивающей управляющий орган информацией о состоянии объекта управления.
Отходы производства как источник потенциальной опасности для населения и окружающей среды
Одной из главных причин нарушения устойчивости эколого-эконо-мических систем является производство промышленных отходов и практически полное отсутствие в структуре экономики предприятий по их утилизации и возвращению в производственный цикл. В этой главе будут рассмотрены возможности решения проблемы отходов на основе методологических принципов управления эколого-экономическими системами, изложенных в первых двух главах.
Непрерывное наращивание объемов промышленного производства без учета возможных экологических последствий привело к накоплению на поверхности Земли ядовитых и радиоактивных веществ, бытового мусора и промышленных отходов, в том числе практически неразложимых и очень стойких (типа пластмасс), возникновению вторичных химических реакций во всех средах с образованием токсичных веществ, изменению геохимии промышленных регионов в результате, например, перемещения тяжелых металлов и концентрации их на поверхности Земли. Наличие в отходах хозяйственной деятельности веществ, не участвующие в естественных биогеохимических циклах, создает угрозу здоровью людей и вызывает деградацию экосистем.
Общий объем мирового производства твердых и жидких отходов в добывающей и перерабатывающей промышленности составляет более 100 Гт в год [2]. Из этого количества ежегодно более 85 Гт твердых отходов пополняют отвалы пустой породы, золо- и шлакоотвалы, хранилища и захоронения промышленных отходов и свалки. Сжигание ископаемого топлива, а также изъятой из биосферы в результате хозяйственной деятельности биомассы и ее биологическое окисление приводит к ежегодному выбросу в атмосферу 44 Гт углекислого газа и 12 Гт паров воды. Кроме того в атмосферу попадает около 1Гт продуктов неполного сгорания, летучих органических веществ, пыли и аэрозолей, выделяющихся в производственных процессах.
Хозяйственная деятельность приводит к изменению динамики естественных биогеохимических циклов. Ежегодно из биосферы изымается в виде сельскохозяйственной продукции и промышленного сырья около ЮГт биомассы, что составляет более 79% продукции фотосинтеза растений суши. Вся техносфера в целом потребляет около 20% воды, вводимой в планетарный круговорот транспирацией всех растений суши. Техногенный газообмен составляет более 25% биосферного газообмена. К концу XX века человечество увеличило суммарный обмен веществ на планете на 20-25%.
Основным источником опасности для населения и природной среды является незамкнутость создаваемых хозяйственной деятельностью техногенных потоков вещества, что приводит к нарушению биосферного равновесия.
Россия , к сожалению, в настоящее время резко отстает от передовых стран как по развитию безотходных технологий, так и по переработке имеющихся отходов. Ежегодно в Российской Федерации образуется около 7 млрд.т отходов. Используется из них лишь 2 млрд.т, или 28%. В отвалах и хранилищах страны накоплено около 80 млрд.т только твердых отходов. На свалках, в отвалах размещено около 1,6 млрд.т токсичных отходов, в том числе канцерогенных. Под полигоны (свалки) твердых бытовых отходов ежегодно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для использования земель, не считая многочисленных несанкционированных свалок (Федеральная программа "Отходы", 1996). До настоящего времени в России не завершена разработка эффективной государственной политики в сфере обращения с отходами. Переход к рыночной экономике не вызвал роста переработки отходов.
Проблемы обращения с накопленными и вновь образующимися отходами в Челябинской области мало чем отличаются от аналогичных проблем в других промышленных регионах мира, включая многие территории России, и так же трудно разрешимы.
Челябинская область занимает лидирующее место в России по объему образования токсичных отходов [54, 55]. По данным государственной статистической отчетности общий объем образующихся за год в области промышленных, сельскохозяйственных и твердых бытовых отходов составляет свыше 500 млн.т. На промышленных предприятиях области за 1998 год образовалось 14625.4 тыс. т. промышленных отходов всех классов опасности, из них 91.2 тыс. т. составляют отходы I-II классов опасности. В местах организованного размещения отходов (полигоны, могильники, шламонакопители, отвалы, хвостохранилища), принадлежащих предприятиям, накоплено на конец 1998 года 248726.86 тыс. т. отходов. Площадь, отведенная под размещение отходов, составила 3725.7 га. На городские санкционированные свалки и полигоны твердых бытовых отходов вывезено 808.87 тыс. м3 твердых бытовых и промышленных отходов 3-4 классов опасности.
Основную массу отходов составляют отходы угледобычи и углеобогащения, вскрышные породы, отходы обогащения черной и цветной металлургии, доменные, сталелитейные, ферросплавные шлаки, шлаки медного и никелевого производства.
Уровень использования отходов добычи и обогащения полезных ископаемых составляет по области 3%. Практически не перерабатываются сталеплавильные шлаки и шламы производства цветных металлов, золы ТЭЦ как текущего выхода, так и отвальные.
Всилу низкого уровня утилизации образующихся отходов происходит их накопление в отвалах, хранилищах и свалках, занимающих площадь свыше 11 тыс. га. Общий вес только учтенных накопленных на территории области отходов составляет 55.7 млрд. тонн. Утилизация накопленных отходов крайне мала. Из более чем 1 млрд. тонн отходов, накопленных в отвалах угледобычи и углеобогащения используется всего 1 млн. тонн, т.е. 0.1% всего объёма.
Складирование промышленных отходов различной степени опасности осуществляется на свалках твердых бытовых отходов (ТБО), свалках предприятий, горных выработках и других гидрологически неизученных местах, не пригодных для данных целей, не обеспечивающих достаточной защиты от миграции химических соединений, вредных для окружающей среды.
В области находятся 66 городских свалок ТБО, из которых с нарушением санитарных норм эксплуатируются 35 свалок. В сельских районах из 379 свалок ТБО 182 не отвечают санитарным нормам.
Имитационный эксперимент для случая невосстановимого сырьевого ресурса
В качестве простейшего примера рассмотрена модель однопродуктовой экономики. Для производства продукта необходим некоторый ресурс, источником которого является биосфера. Сырьевой ресурс из добывающей отрасли передается в производящую отрасль, где из него производится конечный продукт. Произведенный продукт поступает в сферу потребления, где находится в течение некоторого времени, равного времени жизни изделия. Это время предполагается случайной величиной, имеющей известное распределение. Отслужившие свой срок изделия в виде отхода поступают в восстанавливающую отрасль, которая возвращает использованный ресурс в биосферу. Предполагается, что других источников отходов, кроме вышедших из строя изделий, нет. Дополнительный учет отходов, возникающих в процессе производства, не вызывает принципиальных трудностей и может быть легко выполнен.
Получаемый доход за вычетом части, расходуемой на потребление, используется для инвестирования добывающей, производящей и восстанавливающей отраслей. Управление ресурсным циклом осуществляется путем распределения инвестиций между отраслями системы.
Основное внимание при моделировании было уделено рассмотрению динамики системы "предприятие-ресурс". Результаты моделирования носят качественный характер и описывают как функционирование производящей отрасли, на входе которой имеется некоторый добываемый ресурс, так и функционирование отрасли, утилизирующей отслужившие свой срок изделия, на вход которой поступают отслужившие свой срок изделия.
Пусть V- мощность предприятия, перерабатывающего природный ресурс, R - общий запас ресурса. Предприятие перерабатывает природный ресурс, производя из него некоторый конечный продукт. Постоянную долю своих доходов предприятие тратит на рост производственной мощности. При доста точно большом запасе ресурса, который не ограничивает рост производства, такая стратегия приводит к экспоненциальному росту производственной мощности, описываемому следующим дифференциальным уравнением:
Здесь а - идеальный темп роста производственной мощности при неограниченном запасе ресурса.
С уменьшением запаса природного ресурса темп роста производственной мощности уменьшается и её динамика описывается дифференциальным уравнением следующего вида:
Такой вид уравнения отражает рост затрат на добычу сырья при уменьшении его запасов. В этом уравнении g - некоторая константа, зависящая от вида ресурса и условий его добычи. Если производственное потребление ресурса происходит с интенсивностью cV, где с - некоторая константа, то динамика запаса ресурса описывается следующим дифференциальным уравнением:
Это соответствует случаю использования невосстановимого минерального ресурса или использованию биологического ресурса при скорости его производственного потребления, значительно превосходящей скорость его естественного восстановления.
Таким образом, динамика системы "предприятие - ресурс" описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
