close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

lek12

код для вставкиСкачать
Тема 12. Эколого-экономические модели
1.
2.
3.
4.
Эколого-экономическое моделирование по схеме «затратывыпуск».
Пример субмодели эволюции экосистемы.
Модель нагрузки на окружающую среду со стороны
сельскохозяйственного предприятия.
Учёт экологических факторов в модели II и III сфер АПК.
© Н.М. Светлов, 2006
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
Цель моделирования – обеспечить
сбалансированность ресурсов на уровне
национальной или региональной экономики
при стратегическом планировании
природоохранных мероприятий
Метод – математический анализ по схеме
«затраты-выпуск»
Форма представления моделируемой системы –
система, не обладающая свободой.
Эколого-экономические модели
2
Предполагается, что
каждая из n отраслей
выпускает один ресурс
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
Переменные:
Параметры:
x1 – объёмы выпуска в каждой A1 – квадратная матрица (порядка n)
затрат каждого ресурса в каждой
отрасли (т);
отрасли;
x2 – объёмы переработки
загрязняющих веществ (т); A2 – матрица порядка nm затрат
каждого ресурса на переработку
Баланс ресурсов, т:
каждого из m загрязнителей;
матрица порядка mn выброса
x1 – A1x1 – A2x2 = y1 A3 –загрязняющих
веществ отраслями
экономики;
Баланс загрязняющих
y1 – конечное потребление ресурсов;
веществ, т:
y2 – непереработанные загрязнители;
A3x1 – x2 = y2
c1, c2 – добавленная стоимость на
выпуск единицы ресурса и на
Добавленная стоимость,
переработку единицы загрязнителя;
тыс.руб.:
v – совокупная добавленная стоимость.
c1x1 + c2x2 = v
Эколого-экономические модели
3
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
I A1
П усть A = A3
О пред елим A
1
A2 , гд е I ед иничная м атрица.
I
B1
B3
B2 , гд е B 1 им еет поряд ок n n .
B4
B1 = (b1ji) – прирост интенсивности производства в отрасли i, необходимый для
увеличения конечного потребления ресурса j на единицу при условии, что выброс
загрязнений не будет увеличен.
B2 = (b2ji) – прирост интенсивности производства в отрасли i, за которым последует
увеличение выброса j на единицу.
B3 = (b3ji) – прирост интенсивности переработки загрязнителей, необходимый для
увеличения конечного потребления ресурса j на единицу при условии, что
выброс загрязнений не будет увеличен.
B4 = (b4ji) – прирост интенсивности производства в отрасли i, за которым последует
увеличение выброса j на единицу (обычно это величина отрицательная).
Эколого-экономические модели
4
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
I A1
П усть A = A3
О пред елим A
1
A2 , гд е I ед иничная м атрица.
I
B1
B3
B2 , гд е B 1 им еет поряд ок n n .
B4
B1 = (b1ji) – прирост цены ресурса j, необходимый для увеличения добавленной
стоимости отрасли i на единицу при неизменной экономической эффективности
переработки загрязнителей.
B2 = (b2ji) – по абсолютной величине – прирост расходов на борьбу с загрязнителем j,
необходимый для увеличения добавленной стоимости отрасли i на единицу.
B3 = (b3ji) –прирост цены ресурса j, необходимый для увеличения на единицу
добавленной стоимости, создаваемой процессом переработки загрязнителей i.
B4 = (b4ji) – по абсолютной величине – прирост расходов на борьбу с загрязнителем j,
необходимый для увеличения добавленной стоимости, создаваемой процессом
переработки загрязнителей i, на единицу.
Эколого-экономические модели
6
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
Модель даёт возможность балансировать ресурсы при
прогнозируемых изменениях их конечного
потребления, поддерживая выброс загрязнений в
заданных пределах:
например, не допуская их роста вообще или сверх
определённого норматива.
Пример 1: Если необходимо увеличить чистый выпуск
зерна на 10 млн.т при неизменном выбросе
загрязнителей, то для этого потребуется:
Планируем
капитальные
вложения
изменение объёмов производства в соответствующих
отраслях на 107·b1зерн, где b1зерн=(b1зерн,i);
изменение объёмов переработки отходов каждого вида на
107·b3зерн, где b3зерн=(b3зерн,i).
Эколого-экономические модели
7
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
Аналогичным образом можно балансировать ресурсы при
запланированном изменении выброса, например, CO на 3 млн.т.
Для этого потребуется (пример 2):
Планируем
капиталь
-ные
вложени
я
изменение объёмов производства в соответствующих отраслях на
3·106·b2CO, где b2CO=(b2CO,i);
изменение объёмов переработки отходов каждого вида на 3·106·b4CO,
где b4CO=(b4CO,i).
Точно так же можно балансировать ресурсы при технологических
изменениях
например, если при выпуске 70 млн.т зерна расход удобрений на его
производство сократится, согласно прогнозу, на 1 кг/т, то это
равносильно сокращению конечного потребления удобрений на 70
тыс.т. (см. пример 1);
если при выпуске 700 тыс.т мяса выброс метана сократится на 10
м3/т, то это равносильно сокращению выбросов непереработанного
метана на 7 млн. м3 (см. пример 2).
Эколого-экономические модели
8
1. Эколого-экономическое моделирование
по схеме «затраты-выпуск»
Модель также позволяет:
определить цены, балансирующие финансы всех
отраслей, и потери экономики, обусловленные
борьбой с загрязнениями, вычислив (c1|c2)A-1;
прогнозировать влияние изменения добавленной
стоимости (например, в связи с изменившейся
потребностью в капитальных вложениях) на цены;
определить влияние ожидаемых изменений в ценах на
величины добавленной стоимости в отраслях и,
следовательно, на условия воспроизводства при той
или иной природоохранной стратегии.
Эколого-экономические модели
9
2. Пример субмодели эволюции
экосистемы
Одна и та же субмодель
экологической системы
может использоваться в
самых разных экологоэкономических моделях.
Часто она оказывается
самым сложным
компонентом экологоэкономической модели.
Субмодель экосистемы
Переменные,
описывающие
взаимовлияние двух
систем
Субмодель
экономической
системы
Эколого-экономические модели
10
2. Пример субмодели эволюции экосистемы
(заимствован с http://mmes.jscc.ru/lab02k/index.html)
1. Модель круговорота
углерода в лесном
биоценозе
A – атмосферный углерод;
W – углерод в древесине и
корнях деревьев;
V – углерод в подстилке;
U – углерод в гумусе;
P – показатель загрязнения;
S – темп возобновления
лесных массивов посадками;
F – темп вырубки лесов;
Q – скорости накопления соответствующих ресурсов углерода.
Эколого-экономические модели
В целях
упрощения
далее полагаем
QZ = QW
11
2. Пример субмодели эволюции экосистемы
(заимствован с http://mmes.jscc.ru/lab02k/index.html и упрощён)
Динамика углерода в древесине:
dW/dt = QW – QK + S – F
QW – скорость накопления углерода в древесине вследствие естественного
прироста;
QK – скорость разложения биомассы деревьев.
Динамика углерода в подстилке:
dV/dt = QG + QK – QH – RV
QG – скорость накопления углерода в травянистой растительности;
QH – скорость разложения подстилки;
RV – скорость смыва подстилки;
Динамика углерода в гумусе:
dU/dt = QH – QA – RU
QA – скорость разложения гумуса с выделением углерода в атмосферу (CO2);
RU – скорость смыва гумуса.
Эколого-экономические модели
13
2. Пример субмодели эволюции экосистемы
(заимствован с http://mmes.jscc.ru/lab02k/index.html и упрощён)
Темп накопления углерода в древесной биомассе:
Измеряются непосредственно либо
определяются в процессе
параметрической идентификации
QW / Q0W = [1 + aW (U/U0 – 1) + bW (W/W0 – 1) – βW P QW/QW0 ] θ(V – V0 ).
Q0W – скорость накопления углерода в древесине вследствие естественного
прироста в нормальных условиях;
U0 – средний запас углерода в гумусе;
V0 – запас углерода в подстилке, минимально необходимый для роста
древесной растительности;
aW – параметр влияния запаса углерода в гумусе на темп его накопления
древесной растительностью;
bW – параметр влияния объёма углерода, связанного древесной
растительностью, на темп его накопления;
βW – параметр влияния загрязнения окружающей среды на темп накопления
биомассы;
θ(x) = 1 при x > 0, θ(x) = 0 при x ≤ 0.
Аналогичное по смыслу соотношение (без последнего члена) описывает
накопление углерода травянистой растительностью.
Эколого-экономические модели
14
2. Пример субмодели эволюции экосистемы
(заимствован с http://mmes.jscc.ru/lab02k/index.html и упрощён)
В простейшем случае скорости накопления
углерода в компонентах экосистемы можно считать
постоянными.
По форме
аналогичны
соотношению
для расчёта
темпов
накопления
углерода в
древесной
биомассе
Для достижения большей точности
они рассчитываются по соотношениям, зависящим от состояния
компонентов экосистемы, в том числе от величины загрязнения P, а
также от переменных среды (например, уровень солнечной радиации,
годовая сумма активных температур и т.п.).
В субмодели могут присутствовать дополнительные ограничения
(например, по максимально возможной площади лесов).
Требование к субмодели экономической системы,
взаимодействующей с данной субмоделью: величины P, S и F,
являющиеся входными для субмодели экологической системы,
должны зависеть от существенных параметров функционирования
экономической системы.
Эколого-экономические модели
15
3. Нагрузка сельхозпредприятия
на окружающую среду
За основу берём подходящую модель
производственной структуры (долгосрочную или
краткосрочную) в зависимости от требуемого
периода планирования.
Определяем множество контролируемых параметров
окружающей среды.
1.
2.
Например, {связанный азот; пестициды; метан}.
Добавляем в модель соответствующие ограничения.
3.
Это подход упрощённый, не учитывающий возможных
эффектов взаимодействия.
например, снижение продуктивности животных или сортности
продукции животноводства из-за токсичности кормов,
загрязнённых пестицидами.
Эколого-экономические модели
16
3. Нагрузка сельхозпредприятия
на окружающую среду
В модели краткосрочного
планирования производственной
структуры:
Баланс связанного азота, ц:
anE1x01 + aE2xn3 bE1
Баланс пестицидов, ц:
AnE1x01 bE1
Баланс метана, м3:
aE3xn3 bE2
Обозначения:
x01 – площади посевов (га);
xn3 – содержание животных на различных
рационах (кормо-лет) при
погодных условиях n;
bE1, bE2, bE3 – предельно допустимая
эмиссия связанного азота (ц),
пестицидов (по видам, ц) и метана
(м3);
anE1, aE2 – эмиссия связанного азота с 1
га культуры каждого вида при
погодных условиях n и за 1 кормогод содержания животных, ц;
AnE1 – эмиссия пестицидов (по видам) с
1 га культуры каждого вида, ц ,
при погодных условиях n;
aE3 – эмиссия метана в расчёте на 1
кормо-год содержания животных
на данном рационе, м3.
Эколого-экономические модели
17
3. Нагрузка сельхозпредприятия
на окружающую среду Если имеется возможность
покупки/продажи квот:
Обозначения:
xnE1, xnE1, xnE3 – покупка квот на
Баланс связанного азота, ц:
anE1x01+aE2xn3 bE1+ xnE1 – xnE2
Баланс пестицидов, ц:
AnE1x01 bE1+ xnE1 – xnE2
Баланс метана, м3:
aE3xn3 bE2 + xnE3 – xnE4
эмиссию связанного азота (ц),
пестицидов (по видам, ц),
метана (м3) при погодных
условиях n.
Эти переменные входят также:
в неравенство по расчёту
текущих производственных
затрат
в баланс оборотных средств
с коэффициентом, равным цене
квоты (тыс.руб./ц, тыс.руб./м3).
xnE2, xnE2, xnE4 – продажа квот на эмиссию связанного азота (ц), пестицидов
(по видам, ц), метана (м3) при погодных условиях n.
Эти переменные входят также в неравенство по расчёту выручки от реализации с
коэффициентом, равным выручке от продажи квоты (тыс.руб./ц, тыс.руб./м3).
Эколого-экономические модели
18
3. Нагрузка сельхозпредприятия
на окружающую среду Источники данных:
bE1, bE2, bE3 – устанавливаются нормативноправовыми актами.
anE1, aE2, AnE1, aE3 –
по данным научно-исследовательских учреждений;
по данным опытных станций;
лабораторным методом (при наличии соответствующей
технической базы на предприятии).
Цена квот, выручка от продажи квот –
устанавливается нормативно-правовыми актами;
при наличии рынка квот – определяется на основе данных
фактических сделок.
Эколого-экономические модели
19
4. Учёт экологических факторов в модели
взаимодействия двух сфер АПК
Цель моделирования – определить
перспективное направление развития сырьевой
базы пищевой промышленности при условии,
что экологическая нагрузка со стороны АПК не
должна возрастать.
Метод: дополнение модели ограничениями по
балансу загрязнителей и по выбытию
сельхозугодий.
Эколого-экономические модели
20
4. Учёт экологических факторов в модели
взаимодействия двух сфер АПК
Выбытие сельхозугодий,
га:
aEsx1s bEs + xE, sS
Переменная xE также входит в
уравнение по расчёту
совокупной прибыли с
коэффициентом, равным
величине затрат на
предотвращение эрозии на
площади 1 га.
Баланс загрязняющих
веществ, тонн:
AEsx1s AEsi, sS
Обозначения:
aEs=(aEsi) – среднегодовой размер
выбытия сельхозугодий на
предприятии i, га.
i Is – множество предприятий на
территории s;
s S – множество территорий.
bEs – среднегодовой (или
максимально приемлемый)
размер выбытия сельхозугодий
на территории s, га.
aEs=(aEsie) – среднегодовой выброс
загрязнителя e предприятием i,
тонн.
e E – множество загрязнителей.
Баланс загрязняющих веществ,
выбрасываемых
перерабатывающими
Эколого-экономические
модели
предприятиями, запишите самостоятельно.
21
Литература
Леонтьев В. Воздействие на окружающую среду и
экономическая структура: подход «затраты-выпуск»
// Экономические эссе. М.: Политиздат, 1990. –
с.318-339.
Лотов А.В., Петров А.А. и др. Концепция
математического обеспечения новых
информационных технологий оценки экологических
последствий экономических решений. Москва,
Переславль-Залесский, 1990.
Оленев Н.Н. Модель государственного
регулирования экологических последствий
экономического роста. М.: ВЦ АН СССР, 1991.
Презентация: http://svetlov.timacad.ru/umk1/lek12.ppt
Эколого-экономические модели
22
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
1
Размер файла
143 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа