Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ALGORITHMS OF INTERACTION OF THE MANUFACTURER AND THE GOVERNING CENTER FOR THE REGION’S ECOLOGICAL AND ECONOMIC DEVELOPMENT

Kislyakov I.M. 1 Medvedev A.V. 1
1 Kemerovo Institute of Russia Economic University named after G.V. Plekhanov
In this article, the issue of the ecological and economic interaction between the regional managing center and the producer is considered. The manufacturer offers an environmental and economic project, and the center must decide on the possibility of launching a project that is harmful to the environment. The authors developed algorithms and schemes for interaction between the regional management center and the producer, in which the economic potential of the producer in the form of the net present value (NPV) of the project is used as the basis for the purpose of environmental payments. The schemes of interaction of these regional agents include: blocks for determining the threshold values of the environmental payment coefficient, the values of which make it possible to make decisions of the socio-ecological and economic nature, in particular, by determining the minimum permissible (critical) level of producer profitability, the coefficient of ecological payment, under which the regional managing center and the producer have a «balance» (Pareto) of their ecological-economic and or may agree to defer the installation of the best available technology before the expiration of the agreed period. The paper considers four possible scenarios for the implementation of ecological and economic interaction, and also provides algorithms for determining the above threshold values for the environmental payment coefficient.
interaction algorithm
regional managing center
manufacturer
environmental payment
mathematical model

Принятие эффективных управленческих решений при эколого-экономическом взаимодействии (ЭЭ-взаимодействии) регионального управляющего центра (РУЦ) и производителя (Пр) остается актуальной и практически важной задачей [1; 2]. Для установления эффективного ЭЭ-взаимодействия первоочередное значение имеет выбор научно обоснованных методов и инструментов воздействия РУЦ на Пр [3]. Известные в настоящий момент методы и инструменты такого взаимодействия ориентированы на уже свершившийся факт функционирования на территории загрязняющего её производителя, а также на использование в качестве базы экологических платежей отчетных показателей объемов выбросов [4], прибыли, которые могут быть занижены производителем. Авторами предложено [5] в качестве такой базы использовать измеряющую экономический потенциал Пр величину его будущей чистой приведенной стоимости (Net Present Value, NPV), определяемой до начала проекта при решении оптимизационной задачи. При этом необходимо учитывать, что цель РУЦ не так однозначна, как цель Пр [6]. Предполагается, что РУЦ заинтересован в развитии экономики в регионе, в том числе с минимальным негативным воздействием на окружающую среду (НВОС).

Цель исследования: разработать алгоритмы взаимодействия производителя и управляющего центра при эколого-экономическом развитии региона.

Материалы и методы исследования

В работе использовались такие методы исследования, как системный анализ, экономико-математическое моделирование, анализ финансовых потоков.

В данной работе предлагается механизм эколого-экономического взаимодействия РУЦ и Пр, построенный на основе оптимизационной математической модели (в которой для Пр критерием эффективности является величина NPV – J1, а для РУЦ – размер собранных налогов, включая экологический платеж – J2 [7]). Модель строится в формате задачи линейного программирования, обладающей эффективными алгоритмами решения [8], а также соответствующим автоматизированным программным комплексом [9] её анализа. На основе модели и программного комплекса строятся схемы управления ЭЭ-взаимодействием и совокупность алгоритмов поиска пороговых значений коэффициента экологического платежа (КЭП), мотивирующего производителя на установку наилучших доступных технологий (НДТ), что приводит к снижению НВОС [10].

Результаты исследования и их обсуждение

kisl1.wmf

Рис. 1. Общая схема управления процессом ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр

ЭЭ-взаимодействие РУЦ и Пр может быть описано схемой, изображенной на рис. 1, отражающей, что:

1) потоки содержащихся в матрицах А, В, С задачи линейного программирования входных (задающих) воздействий, характеризующих инвестиционную, производственную и финансовую среду, ограничения и целевые критерии ЭЭ-взаимодействия как объекта управления, РУЦ как управляющей системы и производителя;

2) управляющее экологическое воздействие в форме корректирующего состояния объекта управления размер коэффициента экологического платежа αs, непосредственно влияющего на изменение величин J1 и J2.

kisl2.tif

Рис. 2. Схема декомпозиции процесса ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр

Подвергнув декомпозиции схему на рис. 1, получаем более подробную схему процесса ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр (рис. 2). На рис. 2 отражены четыре возможных сценария окончания ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр, три из которых подразумевают запуск эколого-экономического проекта (ЭЭ-проекта), а один подразумевает решение об отказе от него. Ключевыми блоками схемы на рис. 2 являются:

1) блоки определения пороговых значений КЭП: kis01.wmf, kis02.wmf, kis03.wmf, таких, что kis04.wmf где kis05.wmf – значение КЭП, при котором рентабельность Пр падает до задаваемого экспертно минимально допустимого (критического) по отрасли уровня рентабельности ω*; kis06.wmf – значение КЭП, при котором РУЦ и Пр могут договориться об отсрочке установки НДТ до истечения оговоренного срока; kis07.wmf – значение КЭП, при котором наблюдается «равновесие» интересов РУЦ и Пр (коэффициент линейной свертки критериев J1, J2 в двухкритериальной ЗЛП равен 0,5) (указанные пороговые значения КЭП определяются согласно алгоритмам, представленным на рис. 3, 4.1, 5.1);

2) условные блоки, требующие от Пр принять решение о возможности запуска ЭЭ-проекта с предлагаемым КЭП и наличием/отсутствием НДТ.

kisl3.tif

Рис. 3. Алгоритм определения значения КЭП kis16.wmf

Первый сценарий окончания ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр (Конец 1) подразумевает запуск проекта с незначительным экологическим платежом kis08.wmf [0; kis09.wmf] и установкой НДТ с самого начала реализации ЭЭ-проекта. Предполагаем, что НДТ минимизируют НВОС, но не сводят их к нулю, что, по мнению авторов, требует назначения небольшого экологического платежа. Первый сценарий возможен в случае, если Пр сразу предлагает ЭЭ-проект с НДТ, либо, путем переговоров с РУЦ, соглашается на установку НДТ с начала реализации ЭЭ-проекта. Данный сценарий реализуется при условии, что Пр предварительно сравнил затраты на внедрение НДТ с потенциальным (максимальным, назначенным ему в данном случае) размером экологического платежа (определяемым при kis10.wmf), и пришел к выводу, что вложение в НДТ выгоднее, чем уплата экологического платежа.

Второй сценарий окончания ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр (Конец 2) подразумевает также относительно благоприятный для экологии вариант запуска проекта с увеличенным экологическим платежом (по сравнению с первым сценарием) kis11.wmf (kis12.wmf] и оговоренной с РУЦ установкой НДТ в течение ЭЭ-проекта. Сценарий реализуется, если:

1) Пр не хватает средств на установку (внедрение) НДТ на старте проекта, но, в течение реализации проекта, Пр извлекает, аккумулирует и тратит на установку НДТ полученные от своей производственной деятельности средства;

2) установка НДТ выгоднее, чем уплата экологического платежа с максимальным КЭП kis13.wmf.

Третий сценарий окончания ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр (Конец 3) интересен РУЦ с точки зрения развития экономики региона, так как предполагает запуск ЭЭ-проекта с большим значением КЭП kis14.wmf (kis15.wmf], но без использования производителем НДТ. Отметим, что предлагаемый в работе подход в этом случае существенно отличается от действующих на данный момент практик тем, что полученный экологический платеж РУЦ будет максимально возможным, так как базой его начисления будет предварительно найденный экономический потенциал Пр (NPV), а не, как указано выше, отчетные показатели по объемам выбросов, предоставляемых самим Пр. Максимизация экологического платежа позволит РУЦ направить больше средств (по сравнению со средствами, полученными РУЦ при существующем подходе к расчету экологических платежей) на нейтрализацию части последствий НВОС, улучшение состояния экологии региона, постройку инфраструктуры для работников, жителей региона с целью реабилитации и восстановления их здоровья и т.д.

Четвертый сценарий окончания ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр (Конец 4) подразумевает отказ от ЭЭ-проекта до его запуска. Выход на этот сценарий означает, что предлагаемый ЭЭ-проект несёт в себе экологическую угрозу и в то же время не может компенсировать это экологическим платежом.

На рис. 3 представлен алгоритм определения порогового значения kis17.wmf, суть которого заключается в циклическом, постепенном повышении значения КЭП αs до значения, при котором рентабельность Пр падает до задаваемого экспертно минимально допустимого (критического) по отрасли уровня ω*.

На рис. 4.1 представлен разработанный алгоритм определения порогового значения КЭП kis18.wmf, при котором наблюдается «равновесие» (коэффициент свертки критериев равен 0,5) интересов РУЦ и Пр. Суть алгоритма заключается в построении графиков свертки критериев РУЦ и Пр (с последовательным выбором значений 0 и 1 коэффициента свертки критериев µ) и нахождении абсциссы точки их пересечения. Так как пороговые значения kis19.wmf и kis20.wmf рассчитываются по независящим друг от друга алгоритмам, на последнем шаге алгоритма сравнивается полученное ранее kis21.wmf и графически найденное kis22.wmf. В случае, если kis23.wmf получится больше kis24.wmf (что на данный момент не подтверждает ни один расчет), предполагаем их значения равными.

kisl4.tif

Рис. 4.1. Алгоритм определения значения КЭП kis25.wmf

kisl4b.tif

Рис. 4.2. Пример графического определения kis26.wmf в точке пересечения графиков свёртки критериев при µ = 0 и µ = 1

На рис. 4.2 представлен пример построения графиков свертки критериев РУЦ и Пр и нахождения абсциссы точки их пересечения, реализованных с использованием авторского программного продукта [9].

kisl5a.tif

Рис. 5.1. Алгоритм определения значения КЭП kis27.wmf

kisl5b.tif

Рис. 5.2. Пример графического определения kis28.wmf

Рис. 5.1 иллюстрирует алгоритм определения порогового значения kis29.wmf, при котором РУЦ и Пр могут договориться об отсрочке установки НДТ до истечения оговоренного срока. Суть алгоритма заключается в построении, с использованием разработанного авторами программного комплекса [9], параметрического (по параметру αs) Парето-множества и визуальном определении возможного уменьшения (скидки) значения КЭП с учетом информации о стоимости наилучших доступных технологий VНДТ (рис. 5.2). Как видно из данного рисунка, скидка значения КЭП составляет приблизительно 60 % с максимально возможного значения – 15 против 37 при заданной величине VНДТ .

Выводы

Использование разработанных авторами алгоритмов и схем ЭЭ-взаимодействия РУЦ и Пр, основанных на оптимизационной математической модели и авторском программном продукте [9], может стать основой принятия эффективных управленческих решений при эколого-экономическом развитии региона и положительно повлиять на состояние окружающей его природной среды.

Статья подготовлена в рамках выполнения научно-исследовательской работы по теме: «Эколого-экономический механизм функционирования минерально-сырьевых кластеров для обеспечения устойчивого развития добывающих регионов» (приказ ФГБОУ ВО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова» № 637 от 08.05.2018).