Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ
ОТХОДАМИ 15
Постановка проблемы и методологические основы исследования 15
Понятней классификации отходов 24
Анализ состояния проблемы управления твердыми муниципальными отходами 30
Механизм регулирования обращения с ТМО в России 53
Выводы по главе 1 ; 62
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТВЕРДЫМИ МУНИЦИПАЛЬНЫМИ ОТХОДАМИ 64
Интерактивная система моделирования региональной системы управления отходами 64
Описание системы регионального эколого-экономического моделирования 76
Математическая постановка оптимизационной модели 95
Упрощенная постановка математической модели управления ТМО региона 100
Постановка модели управления ТМО на ЭВМ 107
Выводы по главе 2 109
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МОДЕЛИ
СТРАТЕГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ В АНАЛИЗЕ
СИСТЕМ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА И ГЛОСТЕРШИРА
(ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) 111
3.1. Характеристика ситуации в сфере управления ТМО в Санкт-
Петербурге 111
Управление отходами в Великобритании 139
имитационньш эксперименты с моделью 145
Предложения по реорганизации существующей системы управления ТМО в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.... 161 Выводы по Главе 3 163
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 165
ЛИТЕРАТУРА 171
Приложение 1 197
Приложение 2 206
Приложение 3 211
Приложение 4 214
Приложение 5 217
Введение к работе
В соответствии с Экологической доктриной Российской Федерации [121] устойчивое развитие Российской Федерации, высокое качество жизни и здоровья ее населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды. Как отмечается, для этого необходимо формировать и последовательно реализовывать единую государственную политику в области экологии, направленную на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Сохранение и восстановление природных систем обозначены как приоритетные направления деятельности государства и общества.
Снижение загрязнения окружающей среды выбросами, сбросами и отходами, а также удельной энерго- и ресурсоемкости продукции и услуг рассматривается в качестве одного из основных направлений государственной политики в области экологии. Одной из решаемых при этом задач является развитие систем использования вторичных ресурсов, в том числе переработки отходов.
В качестве средства реализации государственной политики в области экологии рассматривается развитие системы государственного управления охраной окружающей среды и природопользованием, в рамках которого предусматривается анализ состояния окружающей среды в масштабах страны и регионов и стратегическая оценка воздействия на нее хозяйственной деятельности.
В целях обеспечения системы управления природопользованием задействуются такие экономические и финансовые механизмы, как: обеспечение адекватного бюджетного финансирования охраны окружающей среды и внедрение рыночных механизмов охраны природы, в
5 том числе стимулирующих повторное использование и вторичную переработку промышленных продуктов.
В рамках развития экологического мониторинга и информационного обеспечения государственной экологической политики необходима инвентаризация экологически опасных производств, сооружений и захоронений отходов, а также совершенствование системы показателей качества окружающей среды.
В качестве задач научного обеспечения программы обозначена разработка методологии и методов эколого-экономической оценки для использования при принятии решений в различных отраслях экономики Российской Федерации, а также разработка средств и методов предупреждения и ликвидации загрязнений, реабилитации окружающей среды и утилизации опасных отходов.
Целями региональной политики в области экологии должны стать сохранение целостности природных комплексов в процессе территориального планирования и концентрация имеющихся и создаваемых производств на уже трансформированных землях и в районах с развитой инфраструктурой.
Растущие объемы образования отходов оказывают все большее воздействие на окружающую среду, что вызывает рост заболеваемости людей и деградацию экосистем. Постановка проблемы управления отходами диктуется необходимостью снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду для обеспечения устойчивого развития на региональном, национальном и глобальном уровне.
Данная работа посвящена исследованию региональных систем управления муниципальными отходами и разработке эколого-экономической модели стратегического управления системой обращения с твердыми муниципальными отходами (ТМО) крупного города или региона.
Актуальность исследования обусловлена кризисным состоянием систем управления ТМО России и, в частности, Санкт-Петербурга и Ленинградской области, возрастающей экологической опасностью существующих систем сбора и транспортировки, полигонов захоронения отходов, растущим приоритетом экологической политики в России, усилением внимания к проблемам управления отходами в Европейском союзе, современными тенденциями Российско-Европейской интеграции.
Научный аспект актуальности объясняется современными тенденциями синтеза экономики, экологии, географии, теории оптимизации и информационных технологий, развитием экономики природопользования, экологической экономики, экономики окружающей среды, регионального эколого-экономического анализа. Региональные эколого-экономические исследования, проводившиеся в СССР в 1970-1980-х гг. требуют использования их результатов на новом уровне, с применением современных вычислительных средств, информационных систем, с привлечением последних достижений мировой науки. Актуальность темы исследования для экономики природопользования объясняется нерешенностью вопросов методологии комплексного исследования эколого-экономических систем, эколого-экономического моделирования и анализа. В настоящем исследовании делается попытка совершенствования такой методологии путем интеграции при построении модели ряда современных методов и инструментов, включая геоинформационные системы, метод анализа жизненного цикла, многокритериальной оптимизации, а также разработанной российскими учеными методики оценки предотвращенного экологического ущерба.
Экономика природопользования развивается в России с конца 60-х годов. Несомненный вклад в развитие данного научного направления внесли О.Ф. Балацкий [5, 6, 7], С.Н. Бобылев [9, 10, 11], О.П. Бурматова [12], А.А. Голуб [25, 26], А.Б. Горстко [27], КГ. Гофман [28, 29], В.И.
7 Гурман [31, 7, 93], А.А. Гусев [32], В.И. Данилов-Данильян [33], И.И. Думова [37], Н.Н. Лукьянчиков [54, 55], Н.В. Пахомова [71, 72, 73], И.М. Потравный [83, 98, 122], Е.В. Рюмина [88, 89], Тихомиров Н.П. [97, 98], Н.П. Федоренко [61,108], Т.С. Хачатуров [125], Н.В. Чепурных [111], Г.В. Шалабин [112, 114]. В отечественных исследованиях проблемы регионального эколого-экономического моделирования исследовались, прежде всего, О.П. Бурматовой [12], И.И. Думовой [37], В.И. Гурманом [31, 123], О.П. Литовкой [124], А. И. Чистобаевым [22, 58], Г.В. Шалабиным [112,114].
Важный вклад в разработку проблем экономики природопользования и охраны окружающей среды внесли R.U. Ayres [128], Е.В. Barbier [245], W.J. Baumol, W.E. Oates [131], С. Саггаго [245], T.Crocker [245], F. Duchin [245], S. El Serafy [245], J.V. Krutilla [245], W. Leontief [191], D.H. Meadows [202], P. Nijkamp [210, 245], D. W. Pearce [217], T. Tietenberg [241], R. K. Turner [243] и другие ученые. Разработка основных методологических и прикладных вопросов экологической экономики - нового междисциплинарного направления, тесно связанного с экономикой природопользования и охраны окружающей среды, была начата в исследованиях H.Daly [153], R. Costanza [146], G. Munda [205, 206, 207], J.L. Proops [163,164,165], P. Soderbaum [233], C. Spash [235], J.C.J.M. van den Bergh [245]. Разработка проблем регионального эколого-экономического моделирования была начата в работах J. Н. Cumberland (1966) [150], W. Isard (1969, 1972) [187, 188], W. Leontief (1970) [191] и продолжена P. Nijkamp (1981) [210], P. Nijkamp et al (1992) [209] и другими исследователями.
Основной целью исследования стало изучение региональных систем управления муниципальными отходами и разработка эколого-экономической модели стратегического управления системой обращения с
твердыми муниципальными отходами (ТМО) крупного города или региона.
Для реализации названной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:
Раскрыть содержание понятий «твердые муниципальные отходы», «система управления отходами», «внешний экологический менеджмент».
Выявить современные тенденции развития систем управления отходами в России и странах Европейского союза.
Разработать методологический подход к региональному эколого-экономическому анализу, интегрирующий геоинформационные технологии, методы анализа жизненного цикла, оптимизации и оценки экологического ущерба.
Разработать и апробировать методику оценки «значимости» территорий вокруг перерабатывающих отходы предприятий региона, на которые оказывается воздействие выбросами и сбросами загрязняющих веществ. Методика учитывает значимость факторов здоровья людей, ценности экосистем и ландшафтов.
Разработать математическую модель системы управления твердыми муниципальными отходами крупного города или региона.
Провести анализ систем управления твердыми муниципальными отходами Санкт-Петербурга и Ленинградской области и гр. Глостершир и Северо-Западного Региона (Великобритания). Выявить направления реформирования сложившейся системы управления ТМО Санкт-Петербурга.
Создать компьютерную имитационную модель системы управления ТМО. Данная модель позволит анализировать различные сценарии развития системы по двум критериям - потенциального экологического ущерба и общих экономических издержек управления системой. Модель
9 обеспечит информационную базу для поддержки принятия стратегических решений по развитию системы управления ТМО.
Объект изучения настоящего исследования - региональные системы
эколого-экономического управления. Предметом настоящего
исследования является проблема планирования системы обращения с твердыми муниципальными отходами крупного города или региона. Основным методом исследования было выбрано построение и анализ эколого-экономических моделей.
Теоретической и методологической основой данного исследования являются современные теории экологической экономики, экономики окружающей среды, эколого-экономического моделирования, геоинформационных систем, концепции Российской школы экономики природопользования.
Информационную базу исследования составили:
данные по системам управления ТМО Санкт-Петербурга и Ленинградской области, опубликованные в сборниках Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Администрации Санкт-Петербурга, других периодических и научных изданиях; соответствующие разделы бюджетов Санкт-Петербурга и Ленинградской области; интервью со специалистами Администрации города и области;
массивы данных по системам управления ТМО стран Евросоюза и графству Глостершир (Великобритания): геоинформационные базы данных, коэффициенты выбросов/сбросов загрязняющих веществ, возникающих в результате осуществления переработки отходов посредством различных технологий, результаты опросов экспертов исследовательского центра Университета Глостершира, статистические данные, материалы интервью со специалистами.
Научная новизна диссертации состоит в следующем:
обобщены и уточнены понятия муниципальных отходов и системы управления отходами, введено понятие «внешнего» экологического менеджмента;
обобщен опыт управления ТМО России и стран Евросоюза, выявлены основные проблемы управления ТМО и проанализированы методы эколого-экономического анализа, применяемые для их решения;
разработан методологический подход к региональному эколого-экономическому анализу, включающий в себя учет пространственного распределения вредных воздействий выбросов загрязняющих веществ на центры расселения людей, ценные экосистемы и ландшафты;
произведен расчет коэффициентов относительной значимости областей вокруг перерабатывающих отходы предприятий на основе экспертных оценок сравнительной значимости экологически ценных территорий и массивов геоинформационных данных;
предложена модель стратегического эколого-экономического управления региональной системой обращения с отходами, включающая геоинформационный блок, блок анализа жизненного цикла, оптимизационный блок, и блок оценки экологического ущерба и базирующаяся на предпосылке экологической экономики о взаимонезаменяемости экологических и экономических благ, разработках российской школы экономики природопользования и обобщении зарубежного опыта;
сформулированы потребности в исходных данных для модели, высказаны рекомендации о целесообразности сбора соответствующей специальной информации и использования предложенной модели для
стратегического планирования системы управления отходами в Санкт-Петербурге и Ленинградской области;
построена компьютерная имитационная модель региональной системы управления отходами, позволяющая анализировать пространство решений двухкритериальнои задачи стратегического управления системой и выбирать наиболее предпочтительное для лица, принимающего решения;
проведен ряд имитационных экспериментов с построенной моделью регионального управления отходами, иллюстрирующих возможность предложенной постановки и практическую значимость проводимого эколого-экономического анализа;
проведен анализ систем сбора информации по управлению отходами графства Юго-Западного региона и графства Глостершир (Великобритания), и Санкт-Петербурга и Ленинградской области, высказаны рекомендации по поводу адаптации предложенной модели для исследования проблем Санкт-Петербургского региона, обоснована целесообразность использования более широкого спектра экономических и административных методов управления отходами в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
Практическая значимость исследования:
Результаты исследования могут быть использованы при реорганизации региональных систем управления отходами и, в частности, при стратегическом анализе развития системы управления ТМО Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Методы регионального эколого-экономического анализа, аналитический инструментарий учета пространственного фактора распределения вредного воздействия загрязняющих веществ на центры расселения людей, ценные экосистемы и ландшафты, процедуры экспертного оценивания сравнительной значимости экологически ценных территорий, двухкритериальнои поддержки принятия решения по
12 стратегическому развитию региональной эколого-экономической системы, методологии регионального эколого-экономического анализа может быть применен к эколого-экономической оценке стратегического развития крупных компаний, а также в государственном региональном планирований.
3. Материалы диссертационного исследования могут быть использованы в учебных курсах в курсах по экологическому менеджменту, эколого-экономическому моделированию, региональному эколого-экономическому планированию, экологической экономике, при разработке курсов по общей теории эколого-экономических систем, экономике природопользования и охраны окружающей среды.
Апробация работы:
Основные положения диссертации обсуждались на Четвертой Международной конференции Российского отделения Международного общества экологической экономики (ISEE/RC) "Природа и общество на рубеже нового тысячелетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы" (Саратов, 1999), Пятой Международной конференции Российского отделения Международного общества экологической экономики (ISEE/RC) "Эколого-экономическое управление и планирование в региональных и городских системах" (Москва, 2001), Российско-Норвежском семинаре, "Reviving the Russian Economy Through Restructured Incentives" (Санкт-Петербург, 2001), Одиннадцатой международной конференции молодых ученых «Человек. Природа. Общество. Актуальные проблемы» (Санкт-Петербург, 2000), Девятой ежегодной научной конференции «XXI век: молодежь, образование, экология, ноосфера» (Санкт-Петербург, 2001), конференциях Европейского общества экологической экономики, European Society for Ecological Economics (Вена, Австрия, 2000), Европейской Научной Ассоциации,
13 European Science Foundation, (Керкраде, Нидерланды, 2000). Исследование было поддержано грантом фонда INTAS YSF 2001/1-234. Объем и структура диссертации:
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, четырех приложений и списка использованной литературы. Общий объем диссертации включает 218 страниц текста, в том числе 26 таблиц и 40 рисунков. Список использованной литературы состоит из 252 работ, из них 125 на английском языке. Содержание работы
В первой главе «Теоретические основы управления отходами» дается общая характеристика проблем управления отходами как проблем регионального экологического менеджмента. Приводятся основные определения, рассматриваются классификации отходов, анализируется Европейский опыт управления отходами, проводится анализ современных отечественных и зарубежных научных публикаций по проблеме эколого-экономического управления системами обращения с отходами, рассматривается механизм управления ТМО в России и странах Евросоюза. Охарактеризован подход экологической экономики к моделированию региональных систем.
Во второй главе «Моделирование региональной системы управления твердыми муниципальными отходами» исследуется региональная система управления ТМО, выделяются основные этапы жизненного цикла отходов - возникновение, сбор, сортировка, переработка, захоронение. Разрабатывается концептуальная модель стратегического управления региональной системой обращения с отходами, включающая геоинформационный модуль, модуль анализа жизненного цикла, многокритериальной оптимизации и блок оценки выбросов загрязняющих веществ. Формулируется двухкритериальная линейная смешанно-целочисленная задача математического программирования, описывающая
14 процесс пространственно-временного развития системы управления твердыми бытовыми отходами крупного города или региона, учитывающая выбор системы сбора, транспортировки отходов, размещение перерабатывающих предприятий и оценку экологического ущерба от функционирования системы управления отходами. Создается иллюстрирующая возможности подхода эколого-экономическая компьютерная имитационная модель развития региональной системы управления бытовыми отходами, реализованная в оптимизационной среде LINGO 7.0. Предлагается метод учета пространственного фактора распределения экологического ущерба региону от функционирования системы управления отходами на основе геоинформационных технологий и экспертных оценок.
В третьей главе «Приложение модели стратегического управления отходами в анализе систем Санкт-Петербурга и Глостершира (Великобритания)» анализируется серия имитационных экспериментов с компьютерной моделью региональной системы управления отходами. Рассматриваются системы управления ТМО графства Глостершир и Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Анализируется сложившаяся ситуация в сфере управления твердыми бытовыми отходами Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Исследуется британский опыт «внешнего» экологического менеджмента и предлагаются рекомендации по реорганизации и совершенствованию систем управления ТМО Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
В заключении подводится итог проделанной работы, формулируются выводы и рекомендации.
