Имя материала: Экология и экономика природопользования

Автор: Гирусов Эдуард Владимирович

16.6. оптимизация набора краткосрочных природоохранных мероприятий

 

Выбор вариантов из набора альтернативных вариантов проводится в условиях ограниченности финансовых средств Ф, выделяемых руководством предприятия на природоохранные цели. Для осуществления выбора оптимального набора мероприятий по каждому из мероприятий i (i = 1,n) необходимо знать величину предотвращаемого ущерба (снижения платы за загрязнение окружающей среды) Уi и требуемые затраты Зi на осуществление этого мероприятия. Задача состоит в выборе таких мероприятий, которые в совокупности позволяли бы максимально снизить величину ущерба окружающей среде (или получить максимальную суммарную величину предотвращаемого ущерба, или максимальную величину снижения платы за загрязнение окружающей среды) в рамках ограничения по выделенным финансовым средствам.

В принятых обозначениях модель задачи записывается следующим образом:

                                               

 

Искомая неизвестная Ui принимает два значения и регламентирует набор природоохранных мероприятий, которые выбираются с помощью сформулированной модели из альтернативного множества.

Несмотря на кажущуюся простоту задачи, требуется применение специального метода ее решения. В качестве такого метода рекомендуется использовать метод Фора и Мальгранжа.

Метод Фора и Мальгранжа можно разделить на два этапа — поиск исходного плана и его улучшение. На первом этапе отыскивается начальный план, а на втором происходит итеративный перебор планов с целью поиска лучшего варианта. Перед проведением расчетов искомые неизвестные следует упорядочить в соответствии с убыванием коэффициентов целевой функции. Первоначальный план формируется следующим образом: начиная с первой искомой переменной проводится попытка присвоения 1; если при этом нарушается ограничение, то переменной присваивается значение 0. После последовательного просмотра всех переменных начальный план сформирован. На втором этапе реализуется итеративный процесс перебора эффективных вариантов плана. Очередной план получается из предыдущего следующим образом:

1) Отыскивается «младшая единица» в сформированном плане: крайняя правая единица, после которой есть хотя бы один ноль. Если «младшая единица» найдена, то осуществляется переход к шагу 2); в противном случае — переход к шагу 5).

2) В новом плане на месте «младшей единицы» ставится 0.

3) Все значения переменных левее «младшей единицы» переносятся без изменения в формируемый вариант плана.

4) Значения переменных в формируемом плане правее «младшей единицы» определяются путем последовательного перебора и присвоения значения 1, если позволяют ограничения, или 0 — в противном случае. Переход к шагу 1).

5) Для полученных вариантов планов рассчитывается значение функции, т.е. величины предотвращаемого ущерба. В качестве оптимального варианта принимается тот, у которого величина предотвращаемого ущерба максимальна.

 

Пример. Сформировать оптимальный набор краткосрочных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха, если по каждому из шести предлагаемых мероприятий известны величина требуемых капиталовложений и снижение загрязнения атмосферного воздуха в разрезе ингредиентов (табл. 16.4). Фонд располагаемых инвестиций на природоохранные мероприятия составляет 115 тыс. руб.

Таблица 16.4

Исходные данные для расчета

 

 

Наименование загрязняющего вещества

Предполагаемое снижение загрязнения атмосферного воздуха за счет реализации природоохранных мероприятий, т/год

1

2

3

4

5

6

Окись углерода

20

15

10

10

30

16

Сероводород

4

10

12

8

1

3

Окислы азота

8

6

3

2

2

1

ЛНУ

-

4

5

4

1

8

Окислы алюминия

4

9

9

8

4

5

Капиталовложения, тыс. руб.

20

35

45

28

12

16

 

Исходя из коэффициентов вредности загрязняющих веществ, можно рассчитать величину сокращения загрязнения атмосферного воздуха в виде монозагрязнителя. Для загрязняющих веществ выбраны коэффициенты приведения:

Окись углерода                                   1,0

Сероводород                                       54,8

Окислы азота                                       41,1

ЛНУ                                                       3,16

Окислы алюминия                             33,8

 

Снижение загрязнения за счет реализации мероприятий в виде монозагрязнителя приведено в табл. 16.5.

Таблица 16.5

Результаты расчета снижения загрязнения атмосферного

воздуха в пересчете на монозагрязнитель

 

 

Показатель

Сокращение загрязнения за счет реализации мероприятий, усл.т/год

1

2

3

4

5

6

Монозагрязнитель

703

1126

1110

-

813

305

415

 

Решение задачи следует провести методом Фора и Мальгранжа по следующей табл. 16.6.

Таблица 16.6

Поиск оптимального набора природоохранных мероприятий

 

 

шага

Значения переменных

Значения

U1

U2

U3

U4

U5

U6

Величина снижения загрязнения

Потребность в инвестициях

1

1

1

1

0

0

0

2939

100

2

1

1

0

1

1

0

2947

95

3

1

1

0

1

0

1

3057

99

4

1

1

0

0

1

1

2549

83

5

1

0

1

1

1

0

2931

105

6

1

0

1

1

0

1

3041

109

7

1

0

1

0

1

1

2533

93

8

1

0

0

1

1

1

2236

76

9

0

1

1

1

0

0

3049

108

10

0

1

1

0

1

1

2956

108

11

0

1

0

1

1

1

2659

91

12

0

0

1

1

1

1

2643

101

 

В таблице подчеркнуты те единицы, которые являются младшими. На шаге 12 младшей единицы нет, поэтому дальнейшие варианты решений невозможны. Среди полученных значений монозагрязнителя максимальное было определено на шаге 3. Следовательно, оптимальное решение задачи получено на данном шаге и в годовой план снижения загрязнения атмосферного воздуха необходимо ввести мероприятия 1, 2, 4, 6, которые позволят снизить загрязнение атмосферного воздуха на 3057 усл.т/год и потребуют 99 тыс. руб. капиталовложений.

 

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ

 

Для решения природоохранных проблем целесообразно воспользоваться территориальным подходом, а с целью системного отражения и анализа экологического состояния в регионе — построением дерева целей и мероприятий. Приоритетность целей и мероприятий необходимо оценивать с помощью экспертных оценок. Экономическая оценка предотвращаемого ущерба за счет реализации природоохранных мероприятий может быть определена путем использования традиционных формул экономической оценки причиненного ущерба, в которых используется объем сокращения выбросов вредных веществ в разрезе ингредиентов. Такой подход не дает возможности оценить результативность косвенных природоохранных мероприятий. Для расчета экономической оценки ущерба от косвенных природоохранных мероприятий и природоохранных мероприятий, по которым отсутствует достоверная информация, следует распределять экономическую оценку причиненного ущерба по дереву целей и мероприятий (структурно-целевой модели) с учетом приоритетности целей и мероприятий, а также достижимости поставленных целей.

• Для экономической оценки природоохранных мероприятий целесообразно воспользоваться такими показателями, как рентабельность инвестиций, чистый дисконтированный доход, срок окупаемости.

• Выбор оптимального набора природоохранных мероприятий базируется на экономико-математической модели с булевыми переменными. Для решения данной задачи весьма эффективным является применение метода Фора и Мальгранжа.

 

ПОВТОРИМ:

 

1. В чем сущность территориального подхода при решении проблем природопользования?

2. Каким образом проводятся экспертное оценивание приоритетности целей природоохранной программы и последующая обработка полученных экспертных оценок?

3. Какие показатели можно использовать при оценке экономической эффективности природоохранных мероприятия?

4. Раскройте особенности расчета экономической оценки предотвращенного ущерба на основе дерева целей и мероприятий (структурно-целевой модели).

5. Укажите, какие критерии можно использовать при формировании оптимального набора природоохранных мероприятий.

6. В чем отличие оценки экономической эффективности природоохранных мероприятий с точки зрения предприятия-загрязнителя и общества?

7. Проведите расчет всех показателей экономической эффективности природоохранных мероприятий, приведенных в табл. 16.7.

Таблица 16.7

Данные для расчета эффективности и формирования оптимального набора природоохранных мероприятий

 

 

Показатели

Значения показателей для природоохранных мероприятий

1.

2

3

4

5

6

Величина предотвращаемого ущерба, тыс. руб./год

12

10

9

7

6

5

Снижение платежей за загрязнение окружающей среды, тыс. руб./год

3

2

2

2

1

1

Дополнительная прибыль от использования (реализации) отходов, тыс. руб./год

4

 

3

1