WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Модели экономического управления водными ресурсами

Автореферат докторской диссертации

 

На правах рукописи

Фридман Алла Александровна

МОДЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

Специальность 08.00.13 - Математические и инструментальные методы

экономики (экономические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора экономических наук

Москва-2012


Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Официальные оппоненты:

Поспелов Игорь Гермогенович - член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, ФГБУН Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН, заведующий отделом математического моделирования экономических систем

Гусев Андрей Александрович - доктор экономических наук, профессор, ФГБУН Институт проблем рынка РАН, заведующий лабораторией экономического механизма природопользования

Дементьев Виктор Евгеньевич - доктор экономических наук, профессор, ФГБУН Центральный экономико-математический институт РАН, заведующий лабораторией механизмов финансово-промышленной интеграции

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Защита состоится 18 июня 2012 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 002.013.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Центральном экономико-математическом институте РАН по адресу 117418, Москва, Нахимовский проспект, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦЭМИ РАН

Автореферат разослан «____ »____________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат экономических наук                                     Ставчиков А. И.


Актуальность темы исследования. В силу изобилия водных ресурсов долгое время вода рассматривалась как неограниченный ресурс, а потому вопросы управления водными ресурсами не находили должного отражения в экономической литературе. В действительности доступная для использования пресная вода составляет лишь небольшую долю совокупных запасов пресной воды, и эти ресурсы весьма неравномерно распределены между регионами. По мере роста мировой экономики увеличиваются потребности в пресной воде, и одновременно имеет место истощение и загрязнение природных источников. В результате бесконтрольного водопользования во многих регионах мира дефицит чистой пресной воды превратился из гипотетической возможности в проблему сегодняшнего дня.

Вода представляет собой уникальный экономический ресурс, который необходим для жизнеобеспечения, при этом сам процесс водопользования сопряжен с множеством внешних эффектов, что порождает неэффективность классических рыночных механизмов в данном секторе и требует активного вмешательства со стороны государства. Ключевым инструментом управления является тарифная политика, которая должна создавать стимулы для эффективного сочетания различных источников водоснабжения, как природных, так и технологических, таких как опреснение морской воды или оборотное водоснабжение. Водопользователи существенно варьируются в отношении уровня безвозвратного водопотребления, что требует соответствующего отражения в тарифах. В последнее время многие страны, в том числе и переходные экономики, использовавшие систему ценообразования, основанную на перекрестном субсидировании, осуществляют реформу тарифов на услуги водоснабжения и водоотведения, а потому теоретический анализ составляющих оптимальных тарифов является актуальной задачей.

С учетом высокой социальной значимости воды для населения, тарифная реформа не может осуществляться методом «шоковой терапии», а потому представляется важным сравнительный анализ альтернативных вариантов преобразований, учитывающий ограничение на постепенность изменения тарифов, а также исследование возможных мер социальной защиты.

Во многих регионах существующих природных источников оказывается недостаточно для обеспечения потребностей в воде, что

з


диктует необходимость эффективного сочетания природных и технологических источников, включая технологии повторной переработки воды. В этой связи необходимо проанализировать не только выгоды от использования подобных технологий, но и стимулы к инвестированию в водосберегающие технологии и определить роль государственной политики в создании соответствующих стимулов.

Не менее важной является проблема водоотведения, так как в силу частичной утилизации воды в процессе использования стоки поступают обратно в природные источники, что способствует их загрязнению. Регулирование в этой сфере обычно осуществляется за счет введения соответствующих нормативов. При этом существуют две противоположные тенденции в природоохранном регулировании: в США с 1980-х реализуется политика децентрализации в области природоохранной деятельности, но в то же время в странах Европейского сообщества наблюдается обратная тенденция. В России в настоящее время идет переход от стандартов к техническим регламентам, а потому вопрос об уровне децентрализации экологического регулирования представляется весьма актуальным.

Степень разработанности темы исследования. Активные исследования в области экономики водных ресурсов начались лишь 50 лет назад, при этом большинство работ было посвящено вопросам прав собственности ([Milliman 1956, 1959], [Meyers, Posner 1971], [Burness, Quirk 1979,1980], [Johnson, Gisser, Werner 1981]). В частности, в центре внимания стоял вопрос об оценке выгоды общества от оптимального управления общедоступным подземным источником, представлявшим, по сути, динамическую версию проблемы известной как «трагедия общины» ([Burt 1964], [Bredehoeft, Young 1970], [Brown 1974], [Gisser, Sanchez 1980], [Feinerman, Knapp 1983], [Brill, Burness 1994], [Roseta-Palma 2002], [Koundouri, Christou 2006] и др.). Параллельно шли исследования, в рамках которых рассматривались вопросы совместного управления различными источниками водных ресурсов ([Krulce, Roumasset, Wilson 1997], [Holland, Moore 2003], [Chakravorty, Umetsu 2003]). Однако в данных работах не принималась во внимание дифференциация водопользователей. Кроме того, наиболее важный с точки зрения создания стимулов для рационального водопотребления, вопрос об оптимальных тарифах на воду оставался за рамками этих исследований.

4


Многие научные работы, посвященные водным ресурсам, лежат на стыке нескольких наук, включая географию, гидрологию, экологию и экономику ([Рикун, Черняев, Ширяк 1991], [Меншуткин 1993], [Зекцер 2001], [Данилов-Данильян, Лосев 2006], [Думнов 2006], [Руховец и др. 2006], [Данилов-Данильян, Хранович 2010]). Значительное количество публикаций связано с вопросами межстранового и межрегионального сравнения наделенности водными ресурсами и их использования. Авторы пытаются отслеживать динамику истощения водных ресурсов, что требует построения соответствующих индикаторов редкости и их сравнительного анализа ([Шикломанов и др. 2000], [Falkenmark et al 1989], [Raskin et al. 1997], [Seckler et al. 1998]). Следует отметить, что использование для оценки редкости традиционного подхода, основанного на анализе ренты ([Голуб, Струкова 1998], [Крюков, Ковалёв 2005], [Miller, Upton 1985], [Adelman, Watkins 1995]) оказывается практически невозможным в силу существования тарифного регулирования, а потому работ, посвященных водной ренте, крайне немного ([Ушаков 2008], [Moncur, Pollock 1988], [Ewers 2004р.

Другое направление исследований лежит в области анализа неопределенности предложения водных ресурсов, вызванной непредвиденными колебаниями стока, а также неопределенности в отношении качества воды ([Tsur 1990, 1997], [Tsur, Zemel 1995,2004], [Gemma, Tsur 2007], [Хранович 2010]).

Водопользование, как правило, сопряжено лишь с частичной утилизацией ресурсов, а потому создает в качестве побочного продукта загрязненные стоки. В связи с этим значительное внимание в литературе получила проблема природоохранного регулирования ([Кречетов 1991], [Голуб, Струкова 1991], [Гусев 1997], [Мкртчян, Пляскина 2002], [Андреев, Боголюбов 2007], [Рюмина 2009], [Oates, Schwab 1988], [Wilson 1996], [Frederiksson, Gastуn 2000], [List, Mason 2001], [Kunce, Shogren 2002], [Sigman 2005, 2007]). Однако, несмотря на множество как теоретических, так и эмпирических работ, вопрос об оптимальном уровне централизации природоохранного регулирования в части управления водными ресурсами не получил однозначного решения. Более того, существующие модели упускают из внимания проблему асимметрии информации относительно специфики загрязняющих веществ в сбрасываемых в водоемы водах. Учет этого аспекта крайне

5


важен    для    оценки    выгод    от    децентрализации    экологического регулирования.

В силу необходимости воды, как для жизнеобеспечения, так и для производства тарифы на воду в большинстве стран устанавливаются или регулируются государством. В настоящее время, как ученые, так и практики пришли к выводу, что действовавшая долгое время практика тарифного регулирования, основанная лишь на идее окупаемости и включавшая множество субсидий, вплоть до бесплатного водоснабжения сельскохозяйственных предприятий, является несостоятельной. В результате многие страны приступили к проведению тарифной реформы. При этом существует крайне небольшое количество исследований по данной тематике ([Андреев, Боголюбов 2008], [Данилов-Данильян, Хранович 2009], [Swallow, Marнn 1988], [Garcia, Reinaud 2004], [Pitafн, Roumasset 2009]). Более того, ни в одной из работ не рассматривалась проблема выбора наилучшего варианта перехода к новым тарифам в динамическом контексте. На рубеже перехода от плановой к рыночной экономике близкий вопрос активно обсуждался для товарных рынков ([Sah 1987], [Stalli, Alexeev 1985], [Polterovich 1993]), но при этом в центре анализа стояли способы рационирования дефицита, в то время как в случае водных ресурсов мы имеем дело не с дефицитом, а с проблемой истощения.

Наконец, отдельно нужно отметить исследования, посвященные вопросам ресурсосбережения ([Smith 1977], [Dinar et al 1992], [Schгfer 1992], [Shah et al. 1995], [Di Vita 2001, 2006], [Pittel et al. 2010]). Существенным недостатком работ, анализирующих роль вторичной переработки сырья, является предпосылка о неограниченности объема ресурса, доступного для повторной переработки. Не менее важную роль играют исследования, посвященные вопросам инвестирования в ресурсосберегающие технологии ([Chakravorty et al. 2009], [Dinar, Zilberman 1991]), но все эти работы ограничиваются рассмотрением задачи в статике, в то время как принципиальное значение имеет оптимальность момента внедрения ресурсосберегающих технологий.

Объектом исследования является экономика региона.

Предмет исследования — распределение водных ресурсов между водопользователями региона и соответствующие механизмы регулирования.

6


Цель и задачи исследования. Целью исследования является построение комплекса моделей эффективного распределения водных ресурсов для определения компонент эффективных тарифов на воду, проведения сравнительного анализа вариантов реформирования тарифной политики, исследования роли водосберегающих технологий, а также анализа природоохранного регулирования.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

  1. проанализировать особенности воды как экономического ресурса, выделив ключевые характеристики, которые не позволяют использовать стандартные результаты экономической теории для моделирования водных ресурсов,
  2. провести различие между проблемами дефицита и истощения водных ресурсов;
  3. проанализировать способы регулирования дефицита при временном

дисбалансе спроса и предложения;

  1. разработать модель эффективного распределения водных ресурсов региона с учетом дифференциации потребителей и вывести траектории эффективных тарифов;
  2. предложить альтернативные варианты реформирования тарифов на услуги водоснабжения и провести их сравнительный анализ в динамическом контексте;
  3. исследовать различные варианты государственной поддержки социально незащищенных групп с учетом минимально допустимого уровня водопотребления;
  4. разработать модели совместного использования природных источников и технологии повторного использования воды;
  5. построить модель инвестирования в водосберегающую технологию, на основе которой сформулировать принципы государственной политики субсидирования подобных инвестиций;
  6. предложить модель эффективного распределения природоохранного бюджета региона и проанализировать последствия децентрализации природоохранного регулирования с учетом асимметрии информации.

Теоретической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых в области теории истощаемых природных ресурсов, микроэкономической теории и ее применения к

7


анализу природных ресурсов, экономики окружающей среды и теории рационирования при неравновесных ценах.

Методологические основы диссертации. Поставленные в диссертации задачи решаются с помощью экономико-математических методов, а именно, в работе использованы методы статической и динамической оптимизации, анализ сравнительной статики, методы имитационного моделирования.

Информационную базу исследования составили официальные данные Федеральной службы государственной статистики РФ, ежегодные доклады Министерства природных ресурсов РФ, база данных ООН по водным ресурсам AQUASTAT, годовые отчеты Европейской водной ассоциации (EWA).

Научная новизна диссертации состоит в разработке и исследовании комплекса экономико-математических моделей водопользования региона, позволяющих сформулировать принципы эффективного распределения водных ресурсов и выработать соответствующие рекомендации для государственного регулирования.

На основе проведенного исследования можно сформулировать следующие наиболее важные новые научные результаты, полученные лично автором и выносимые на защиту.

  1. Показано, что регулирование дефицита воды посредством перерывов в водоснабжении приводит к большим потерям по сравнению с рационированием и тарифным регулированием.
  2. Предложена модель эффективного использования водных ресурсов региона, учитывающая (в отличие от известных моделей) не только разнообразие источников водоснабжения (истощаемый источник с учетом пополнения и неистощаемый источник с возможностью ограничения стока), но и дифференциацию потребителей в терминах безвозвратного водопотребления; на основе построенной модели получены траектории эффективного использования рассмотренных источников водоснабжения.

3.  Выявлен новый вариант нарушения принципа Герфиндаля: при

различиях в коэффициентах безвозвратного водопотребления может

наблюдаться одновременное использование дорогого и дешевого

ресурсов, даже в ситуации, где ограничение на мощность не является

сдерживающим.

8


4.   Доказано, что эффективные тарифы должны быть выше для

пользователей с более высоким коэффициентом безвозвратного

водопотребления.

  1. Предложены альтернативные варианты перехода к эффективным тарифам: постепенное повышение тарифов (условно «либерализация») и постепенное сокращение рационируемого водопотребления, доступного по низким фиксированным ценам, при высоких тарифах на сверхнормативное водопотребление и показано, что вариант рационирования оказывается предпочтительным по сравнению с «либерализацией».
  2. Обоснована необходимость целевых субсидий для потребителей с низкой готовностью платить за услуги водоснабжения в ситуации, когда падение водопотребления ниже некоторого критического уровня порождает отрицательные внешние эффекты (например, эпидемии). Показано, что при асимметрии информации относительно типа водопользователя достижение эффективных объемов водопотребления возможно за счет субсидирования потребления в рамках минимально необходимой квоты при более высоких тарифах за сверхнормативное потребление.

7.    Построена модель, учитывающая возможность вторичной

переработки воды, где в отличие от известных моделей, запас воды,

доступной для повторного использования, моделируется явным образом,

и принимается во внимание ограничение на пропускную способность

технологии оборотного водоснабжения. Найдены траектории

эффективной комбинации природных источников и технологических

заменителей с учетом ограничения на мощность.

8.   В модели с эндогенным запасом ресурса-заменителя выявлен

эффект временного отказа от использования истощаемого ресурса (при

выходе на ограничение по мощности ресурса-заменителя) с

последующим возвратом к его эксплуатации.

9.      Доказано, что при наличии технологии оборотного

водоснабжения эффективные тарифы должны отражать не только

предельную выгоду текущего водопотребления, но и включать

остаточную ценность неутилизированной в процессе использования

воды.

9


10.     Установлено, что частные компании будут выбирать

неэффективный момент для внедрения водосберегающих технологий

даже при установлении эффективных тарифов на воду; показано, что

децентрализация эффективного решения об инвестировании возможна

при субсидировании инвестиционных расходов.

11.   В рамках модели бассейнового округа, где водопотребление

влечет загрязнение сбрасываемых сточных вод, накапливаемых вниз по

течению, установлено, что децентрализация природоохранных решений

неизбежно ведет к потерям для общества даже при эффективном

разделении природоохранного бюджета между образованными

юрис дикциями.

12. Впервые проведен анализ децентрализации природоохранных решений с учетом асимметрии информации относительно качества сточных вод и показано, что в этой ситуации децентрализация может приводить к увеличению общественного благосостояния.

Практическая значимость исследования.

Результаты имитационного моделирования различных схем рационирования водоснабжения в периоды временного дефицита свидетельствуют о предпочтительности пропорционального рационирования и крайне высоких потерях в благосостоянии при использовании политики перерывов в подаче воды. Эти выводы могут использоваться местными властями при планировании мероприятий на случай резкого снижения предложения, вызванного природными или техногенными причинами. Кроме того, полученный вывод является еще одним аргументом в пользу установки водоизмерительных приборов, наличие которых является необходимым условием перехода от политики перерывов в водоснабжении к более эффективным вариантам регулирования дефицита.

Полученные выводы относительно компонент эффективных тарифов на воду могут быть использованы при выработке политики тарифного регулирования на услуги водоснабжения и водоотведения. Показано, что тарифы должны отражать не только предельные издержки, но и включать плату за истощение, причем последняя значительно варьируется в зависимости от характеристик, как водопользователей, так и источников водоснабжения, а потому использование универсальных тарифов не всегда оправдано.

10


Проведенный сравнительный анализ реформирования тарифов на воду, а также вариантов помощи социально незащищенным группам населения показывает, что в условиях асимметричной информации предпочтительной является политика двухставочного тарифа с низкой ставкой на некий минимальный уровень водопотребления и эффективной ставкой за сверхнормативное водопотребление.

Полученные результаты показывают, то тарифы на воду для потребителей, использующих технологию оборотного водоснабжения должны отличаться от тарифов для остальных водопользователей, как в терминах платы за истощение (в силу отсутствия возвратных стоков), так и в терминах издержек.

Анализ преимуществ и недостатков децентрализованного подхода к природоохранному регулированию может быть полезен при выработке политики относительно экологической безопасности и разработке соответствующих технических регламентов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что децентрализованный подход в силу лучшего выявления специфики загрязнения может приводить к увеличению общественного благосостояния.

Представленные в диссертационном исследовании модели и полученные на основе их анализа выводы и рекомендации могут служить теоретической и методологической базой для дальнейших исследований в области теории истощаемых ресурсов, экономики водных ресурсов и экономики природопользования. Они также могут быть использованы в учебном процессе при изучении экономико-математического моделирования, экономики природных ресурсов, а также в специализированных курсах в рамках магистратуры и аспирантуры экономического профиля.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Результаты диссертационного исследования были представлены на следующих конференциях и научных семинарах:

  1. Международной конференции EBES-Istanbul 2011 (Стамбул, Турция);
  2. Всероссийской конференции «Моделирование в задачах городской и региональной экономики» г. Санкт-Петербург 24 - 25 октября 2011г.

11


34-ом    заседании    международной    научной    школы-семинара

«Системное     моделирование     социально      -     экономических

процессов» имени академика С.С. Шаталина, 2011, Светлогорск;

Двенадцатом      всероссийском      симпозиуме      «Стратегическое

планирование и развитие предприятий» 12-13 апреля 2011, ЦЭМИ,

Москва;

XII      Апрельской      международной      научной      конференции

"Модернизация экономики и общества", 2011, Москва;

Годовой тематической конференции НЭА «Образование, наука и

модернизация», 2010, Москва;

Франко-российской         научно-практической         конференции

«Экономика,    политика,     общество:     новые    вызовы,     новые

возможности» 2010, Москва;

Первом   Российском   экономическом   конгрессе,   НЭА,    2009,

Москва;

Общемосковском   семинаре   «Математические   методы   анализа

решений в экономике,  бизнесе  и политике»,  2009, ГУ ВШЭ,

Москва;

Научном  семинаре  "Математическая экономика",  2009, ЦЭМИ

РАН, Москва;

Научных семинарах кафедры микроэкономического анализа, 2008-

2012, НИУ ВШЭ, Москва. Материалы диссертации были использованы при разработке программы курса «Экономика водных ресурсов» (2007-2008 гг.), а также используются в магистерских курсах НИУ ВШЭ «Экономика истощаемых ресурсов» (2006-2008 гг.) и «Прикладная микроэкономическая политика» (2009-2012 гг.).

Ряд исследований, включенных в диссертационную работу, был поддержан грантами: научного фонда ГУ ВШЭ «Эффективное ценообразование на водные ресурсы» (2007-2008 гг.), инновационной образовательной программы ГУ-ВШЭ 2007 г. (на разработку курса «Экономика истощаемых природных ресурсов» и на разработку программы курса «Экономика водных ресурсов»), факультета экономики НИУ ВШЭ «Качество водных ресурсов и распределение природоохранного бюджета» (2009 г.) и «Эффективное использование связанных запасов истощаемых ресурсов (на примере водных ресурсов)» (2011г.).

12


Материалы диссертации были использованы при подготовке учебника «Экономика истощаемых природных ресурсов», рекомендованного УМО в области экономики и менеджмента.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 работа общим объемом 103,3 п.л., из них лично автора - 86,6 п.л. Эти работы включают статьи в периодических изданиях (в том числе 11 статей в журналах из списка ВАК), монографию, учебные пособия, статьи в сборниках и материалы конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Текст работы изложен на 285 страницах, включает 41 рисунок и 13 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование актуальности исследуемой проблемы и позиционирование работы в контексте существующих исследований. В нем сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов.

В главе 1 «Характеристики водных ресурсов и необходимость государственного регулирования» рассмотрены особенности воды, как экономического ресурса, выявлены причины, требующие активного государственного регулирования в сфере водопользования, которые и являются предметом анализа в последующих главах. Кроме того, в этой главе проведено различие между проблемами дефицита водных ресурсов и их истощения. Анализ мер государственного регулирования в ситуации дефицита представлен во втором разделе этой же главы, в то время как проблема истощения является предметом исследования в последующих главах.

Вода представляет уникальный тип экономического ресурса. Природные источники водных ресурсов сочетают в себе черты истощаемых источников (подземные воды) и возобновляемых (поверхностные воды), причем даже при использовании подземных вод имеет место пополнение источников в силу дождевого стока и неполной утилизации забранных из источника вод, порождающей возвратный сток. Эти особенности не позволяют напрямую применять результаты теории истощаемых или воспроизводимых ресурсов для анализа водных ресурсов.

13


Использование водных ресурсов сопряжено с множеством внешних эффектов. Наличие возвратных стоков означает, что оценка забранной из природного источника воды отличается от величины мгновенной выгоды от ее водопотребления в силу возможности повторного использования неутилизированной воды. Кроме того, эти возвратные стоки неодинаковы для разных водопользователей, что влечет различие в величинах этих внешних эффектов.

С другой стороны, возвратные стоки являются загрязненными, а

потому порождают накапливаемые отрицательные внешние воздействия

для водопользователей нижних юрисдикции. Наконец, инвестиции в

водосберегающие         технологии,         снижающие        безвозвратное

водопотребление, способствуют водосбережению. Наличие множества разнообразных внешних эффектов создает потребность в государственном регулировании.

По мере роста мировой экономики увеличиваются потребности в пресной воде, и одновременно имеет место истощение и загрязнение природных источников. Эта тенденция породила множество исследований относительно оценки редкости водных ресурсов, обзор которых приведен во втором разделе главы. На примере регионов Российской Федерации показано, что использование агрегированного подхода при оценке редкости водных ресурсов может достаточно сильно искажать фактическую ситуацию. В силу неравномерности распределения ресурсов и локальности предложения при благополучных показателях для федерального округа в целом может наблюдаться истощение ресурса в отдельных его регионах.

При анализе мер государственного регулирования необходимо различать две проблемы: временный дисбаланс между спросом и предложением воды, возникающий, к примеру, в случае засухи или аварийного загрязнения, и проблему перманентного истощения ресурса. Первую ситуацию в экономике принято называть дефицитом. Сравнительный анализ различных мер, используемых для регулирования в условиях временного дефицита, представлен во втором разделе первой главы. Рассмотрены такие варианты регулирования, как повышение тарифов, перерывы в водоснабжении, и различные варианты рационирования (универсальное, пропорциональное уровням водопотребления).

14


В качестве критерия наилучшей схемы регулирования рассматривается критерий излишка потребителей в предположении, что первоначально тариф установлен на уровне, покрывающем издержки водоснабжающей компании. Рассмотрим группу из М потребителей с упорядоченными оценками предельной выгоды водопотребления ?[ <?'2 <...<?'?. Если X - величина совокупного водопотребления при отсутствии дефицита, то при дефиците предложение составит ??, где О < ? < 1. Величина 1 - ? отражает интенсивность дефицита.

Для устранения дефицита посредством ценового регулирования требуется поднять тариф до уровня р», при котором совокупный спрос

был бы равен ??, то есть р» является решением уравнения ???   \Pс)=$X¦    При   этом    полученный    от   повышения   тарифов

к=\

дополнительный доход может использоваться для компенсационных выплат.

При универсальном  рационировании водится  квота   хр,  которая

может являться сдерживающей лишь для части потребителей. Величина

квоты является решением уравнения ???? + хр(М-п^) = ??. В случае

к=\

пропорционального рационирования квота каждого агента составит фиксированную долю от его прежнего водопотребления ????? = $хк.

Наконец, еще один способ распределения ресурса в условиях дефицита связан с перерывами в водоснабжении. В этом случае услуга предоставляется лишь в течение доли периода, а в остальное время водопотребление равно нулю. Рассмотрены две модификации этого варианта, где потребители пытаются сгладить потребление за счет установки водонакопительного оборудования. В одном случае мощность оборудования принимается равной некой доле от усредненного объема водопотребления при отсутствии дефицита, а во втором пропорциональной индивидуальному объему водопотребления.

Показано, что тарифное регулирование дает самый высокий уровень общественного благосостояния. В случае пропорциональных функций спроса, то есть при хк \р) = Qkf(p), пропорциональные квоты дают такие

же уровни водопотребления, как и тарифное регулирование. Кроме того, показано, что перерывы в водоснабжении при любых функциях спроса заведомо хуже варианта пропорциональных квот.

15


Представлено два примера для двух групп потребителей с линейным спросом (в одном случае агенты при каждой цене имеют разные эластичности спроса, а в другом - эластичности спроса одинаковы). Параметры подобраны таким образом, чтобы как эластичность совокупного спроса, так и величины спроса в начальной точке были бы одинаковы, и при этом спрос был неэластичным. Для каждого варианта регулирования найдены потери в процентах от первоначального благосостояния при уровнях дефицита от 5% до 40%

В обоих случаях потери при универсальных квотах оказываются выше, чем при пропорциональных, а перерывы в водоснабжении (даже при использовании водонакопительного оборудования) дают наибольшие потери в благосостоянии. При этом последняя политика активно используется на практике (особенно в развивающихся странах). Этот парадокс, возможно, связан с отсутствием водоизмерительных приборов и расходами на мониторинг и контроль при использовании других мер регулирования.

В главе 2 «Эффективное использование различных природных источников» рассмотрена проблема истощения водных ресурсов и управление разными источниками ресурсом посредством установления эффективных тарифов на воду.

Анализ начинается с рассмотрения модели управления двумя источниками воды: истощаемый подземный источник с начальным запасом S0, который в каждый момент времени пополняется на величину g, и альтернативный источник, который играет роль неистощаемого ресурса-заменителя. В качестве последнего могут выступать поверхностные воды (местные или импортируемые из другого региона) или технологические субституты в виде опресняемой морской воды. Эффективная траектория находится как решение задачи максимизации общественного благосостояния

,maxn    Г (Mfe + lt ) - cg St - cilt Yr'dt St=g-5gf

S( > 0,     Oq — задано,

где г - норма дисконтирования, gt и lt - объемы потребления подземных и поверхностных вод, ? - коэффициент безвозвратного водопотребления,     с „и     с1     -    предельные    издержки,    причем

16


предполагается,   что   в   силу   издержек   опреснения,   очистки   и/или транспортировки с  <cЎ. Предельная полезность водопотребления и\х)

положительна и убывает по х.

Показано, что если пополняемый сток подземных вод невелик, то запас подземных вод будет исчерпан полностью. Ресурсы будут использоваться последовательно от более дешевых к более дорогим в разработке. Это означает, что пока не исчерпан запас подземных вод, агенты не будут использовать альтернативный источник. В каждый момент времени (даже после исчерпания запаса подземных вод) будут эксплуатироваться подземные воды (за счет пополняемого стока), и лишь при недостатке этих вод оставшийся спрос будет удовлетворяться за счет поверхностных вод. Результирующий эффективный тариф имеет вид

pt = min(cg +?????, c/:>w'(g/5)J, где ? - оценка запаса подземных вод. Это

означает, что тариф будет расти по мере истощения подземных вод, а затем стабилизируется на уровне с1, если пополняемый запас мал или на

уровне u'yglb) в противном случае.

Во многих странах и на сегодняшний день в тарифы не заложена плата за истощение ресурса, что влечет излишне интенсивную эксплуатацию таких ресурсов. Насколько велик выигрыш от перехода к эффективным тарифам? Величина выигрыша существенно зависит от конкретной ситуации в регионе. Так, к примеру, если запас подземных вод или уровень его пополнения достаточно велики, то оценка запаса будет близка к нулю, а потому расхождение между эффективным водопотреблением и потреблением при близоруком поведении будет незначительным, что делает подобную реформу неоправданной. С другой стороны, если запас истощаемого ресурса близок к нулю, то агенты почти сразу переключатся на альтернативные источники водоснабжения, а потому и в этом случае нет смысла в реформировании тарифов. Таким образом, данная реформа может быть выгодна лишь тогда, когда, с одной стороны, проблема истощения актуальна для региона, а с другой стороны, запас ресурса еще далек от исчерпания.

В экономической литературе активно обсуждался довольно близкий вопрос о неэффективности эксплуатации общедоступного источника и выгоде от перехода к оптимальному управлению. Интерес к этому вопросу всколыхнул результат о несущественности данной выгоды, полученный   для   подземного   источника   в   штате   Нью-Мексико   и

17


впоследствии получивший название эффекта Гиссера-Санчеза. Оценки других авторов, полученные для различных подземных источников, давали очень большой разброс результатов.

Проведенный в работе анализ показывает, что эти оценки действительно могут существенно меняться в зависимости не только от запасов ресурса и уровня его пополнения, но также и от используемой ставки дисконтирования, наличия и стоимости ресурса-заменителя. Для иллюстрации существенности этих параметров в работе приведен пример, описывающий проблему истощения подземных вод округа Берналило штата Нью-Мексико в США. На рис. 1 представлены оценки выигрыша от перехода к эффективному управлению для разных значений запасов и уровней их пополнения.

30 f                        н[                      [                      [                      [                     [                      г

запас в млн. акро-футов

Рис. 1. Выигрыш от эффективного управления (в процентах от благосостояния при близоруком поведении)

Как мы видим, разброс оценок достаточно велик: от 0 до 27%. Отдельно было проанализировано влияние ставки дисконтирования. В рассмотренном примере повышение ставки дисконтирования с 3% до 5% при большом запасе ресурса (свыше 2 млн. акро-футов) снижало выигрыш в два раза. Не менее чувствительны полученные оценки и к стоимости ресурса-заменителя: повышение его стоимости на 50% может приводить к более чем двукратному росту выигрыша от эффективного управления.

Далее предложена модификация базовой модели, учитывающая неоднородность     водопользователей     в     терминах     коэффициентов

18


безвозвратного водопотребления. Ранее в моделях с истощаемыми ресурсами учитывалась лишь дифференциация агентов в терминах функций спроса или издержек транспортировки. В данном случае рассмотрена новая характеристика, специфичная именно для водных ресурсов. Безвозвратное водопотребление существенно варьируется: наибольший коэффициент возвратных вод имеют промышленные потребители, далее идет сфера ЖКХ и затем - сельское хозяйство.

Модифицированная модель включает три типа водопользователей, которые имеют разные предпочтения и упорядочены по уровню безвозвратного водопотребления: ?? > ?2 > ?3. Кроме того, в модель включены две альтернативы истощаемым подземным водам: поверхностные воды с ограниченным стоком и более дорогой технологический ресурс-заменитель (например, опреснение морской воды). Для упрощения анализа предполагается, что естественное пополнение подземных вод незначительно, и им можно пренебречь.

Исследование показывает, что в случае большого стока поверхностных вод альтернативный источник водоснабжения не будет использоваться ни одной из отраслей. Кроме того, отрасль, менее эффективно использующая истощаемые подземные воды (с большим значением ?), должна в первую очередь приступать к использованию поверхностных вод или альтернативного источника водоснабжения, нежели более эффективная отрасль. Более того, отрасль с меньшим уровнем безвозвратного водопотребления не начнет использовать другой источник водоснабжения до тех пор, пока менее эффективная отрасль не перестанет применять подземные воды. Наконец, пока отрасль / использует подземные воды, тариф для нее определяется по формуле

pit = cg+b[ker\     то     есть     рентная     компонента     тарифа     будет

пропорциональна индивидуальному коэффициенту водопотребления. Результирующие тарифы для ситуации большого стока поверхностных вод изображены на рис. 2.

Заметим, что в рассматриваемой экономике на агрегированном уровне наблюдается нарушение принципа использования ресурса в соответствии с возрастанием предельных издержек производства (известного в литературе как принцип Герфиндаля). Так, к примеру, первая отрасль начинает применять более дорогие поверхностные воды в момент    7j,   в   то   время   как   другие   отрасли   еще   продолжают

19


эксплуатировать подземные воды. Причина нарушения принципа кроется не в ограничении на мощность (такая возможность уже обсуждалась в литературе), а в дифференциации потребителей в терминах истощения общего запаса ресурса.

Изменение ограничения по мощности на сток поверхностных вод и/или издержек производства заменителя существенно видоизменяет эффективные тарифы. В частности, возможна ситуация, при которой за фазой роста тарифных ставок для какой-то отрасли следует период стабилизации, а затем тариф вновь начинает расти. Подобный пример изображен на рис. 3.

Рис. 3. Тарифы при стоке поверхностных вод, достаточном для водоснабжения первых двух секторов, но не достаточном для экономики в целом

Как показано на рисунке после того, как тариф третьей отрасли достиг уровня предельных издержек поверхностных вод, запаса этих вод оказывается недостаточно для удовлетворения нужд всех трех отраслей. В этой ситуации подземные воды не будут израсходованы к моменту Г3,

20


как это было на рис.2, а будут использоваться третьей отраслью и далее вплоть до момента Т4, когда тариф достигнет уровня р, при котором совокупный спрос окажется в точности равным запасу поверхностных вод. Заметим, что в интервале от  Г3  до  Т4  правило Герфиндаля не

соблюдается даже на индивидуальном уровне: один агент одновременно использует дорогой и дешевый ресурс, что объясняется сдерживающим ограничением на мощность дорогого ресурса.

Получаемые траектории эффективных тарифов зависят не только от величины стока поверхностных вод, но и от таких параметров, как предельные издержки водопользования, запас подземных вод и коэффициенты безвозвратного водопотребления. В табл.1 приведены результаты исследования чувствительности параметров эффективных траекторий к изменению этих коэффициентов для случая большого стока поверхностных вод.

Таблица 1 Результаты анализа сравнительной статики

„_.„,.„

Рента,

?,.?

Цена для отрасли i в момент t (t <Tj), pit

Момент переключения отрасли i, Т

Увеличение запаса подземных вод, S0

падает

падает

растет

Увеличение предельных издержек водоснабжения из

подземных источников, с

падает

изменяется неоднозначно

изменяется неоднозначно

Увеличение предельных издержек для поверхностного

водоснабжения,

растет

растет

растет

Снижение коэффициента безвозвратного водопотребления для

отрасли г, ?;

падает

падает

растет

Установление различных тарифов для разных групп водопользователей сопряжено с дополнительными издержками по сбору и обработке информации, необходимой для расчета тарифов. Целесообразность введения подобной дифференциации зависит от того, насколько велик выигрыш общества от учета различий между секторами в тарифах на воду. Выигрыш от учета дифференциации водопользователей   проиллюстрирован    на   стилизованном   примере,

21


который   является   модификацией   исследованной   выше   проблемы истощения подземных вод в округе Берналило штата Нью-Мексико.

Для упрощения анализа рассмотрены лишь две (одинаковые по численности) группы водопользователей, которые имеют одинаковые функции полезности и различаются лишь в терминах коэффициентов безвозвратного водопотребления. В начальной ситуации агенты идентичны, и уровень безвозвратного водопотребления обеих групп равен 0.75. Далее введен в рассмотрение коэффициент дифференциации агентов, который отражает различие в уровнях безвозвратного водопотребления. Увеличение дифференциации моделируется посредством изменения этого коэффициента от 0 (т.е. отсутствия дифференциации) до 100% (ситуация, при которой уровень безвозвратного водопотребления одной группы в два раза превышает аналогичный показатель для другой). Полученные значения выигрыша общества от перехода к оптимальным тарифам (по сравнению с ситуацией близорукого поведения) отражены на рис. 4.

150                  20                40               60               80               100

уровень дифференциации в %

Рис. 4. Выигрыш от перехода к эффективным тарифам при дифференциации.

Как видно из рис. 4, при достаточно большом запасе ресурса (случай, изображенный пунктирной линией) максимальный размер выигрыша составляет около 4 процентных пунктов, то есть учет дифференциации позволит увеличить выигрыш от перехода к эффективным тарифам примерно на четверть по сравнению с вариантом введения универсальных тарифов. Однако если запас ресурса очень мал (черная сплошная линия), то выигрыш от учета дифференциации может возрасти

22


до 20 процентных пунктов, что составляет три четверти выигрыша от перехода к универсальным тарифам. Таким образом, дифференциация тарифов не всегда дает значимый прирост общественного благосостояния, но при наличии существенных различий в уровнях безвозвратного водопотребления агентов, с одной стороны, и актуальности проблемы истощения водных ресурсов региона, с другой стороны, введение дифференцированных тарифов может принести существенный прирост общественного благосостояния.

Глава 3 «Тарифная политика и варианты реформирования»

посвящена вопросам реформирования тарифной политики, в рамках которой сопоставляются варианты рационирования водопотребления и постепенного повышения тарифов с учетом ограничения на постепенность в осуществлении реформ. Кроме того, в этой главе анализируются различные варианты социальной защиты населения.

В большинстве стран роль частного сектора в водной индустрии невелика (в половине стран ОЭСР эта доля меньше 10%), что, в первую очередь, обусловлено наличием множества специфических внешних эффектов, влекущих несостоятельность рыночного механизма распределения ресурсов. Более того, даже при значительной доле частных компаний, к примеру, в Великобритании, правительство регулирует темпы роста тарифов. Таким образом, вопрос формирования эффективных тарифов на воду актуален даже для стран с рыночной экономикой. При этом долгое время тарифы базировались на принципе покрытия издержек, то есть отражали средние, а не предельные издержки и не включали плату за истощение ресурсов. Кроме того, во многих странах, некоторые водопользователи (главным образом, сельское хозяйство) получали воду на безвозмездной основе или по заниженным тарифам, а убытки покрывались за счет взимания более высокой платы с других потребителей.

Если существующие в регионе тарифы на воду занижены по сравнению с общественными предельными издержками (последние в отличие от частных включают также денежную оценку внешних эффектов, таких как истощение ресурса, экологический ущерб), то каковы возможные варианты реформирования? Для того чтобы ответить на этот вопрос, следует принимать во внимание, что, по оценкам экономистов, даже в развитых странах действующие тарифы порой в 2-3 раза ниже предельных издержек. В силу высокой значимости услуг

23


водоснабжения и водоотведения для потребителей подобное изменение тарифов невозможно провести одномоментно: в действительности реформа растягивается на довольно продолжительный период. Однако нет ни одного исследования, в рамках которого сопоставлялись бы различные сценарии перехода к эффективным тарифам.

В работе предложена методология сравнения двух вариантов преобразований: постепенного повышение тарифов (условно «либерализация») и постепенного сокращения рацонируемого водопотребления, доступного по низким фиксированным тарифам при возможности докупать ресурс по более высоким ценам (условно «рационирование»).

Будем считать, что в настоящий момент тариф ниже эффективного уровня: р0 <Pq,2l реформа тарифной политики должна быть завершена к

моменту Т, причем Т < Т*, где Г* - момент исчерпания подземных вод. Кроме того, предполагается, что в силу высокой социальной значимости реформы тарифы не должны претерпевать скачкообразных изменений.

Показано, что при данных ограничениях тарифы при либерализации, начиная с некоторого момента t и далее вплоть до переключения на альтернативный ресурс, будут выше соответствующих эффективных значений. Кроме того, агенты будут вынуждены раньше переключиться на использование более дорогого источника водоснабжения, что является платой за сохранение относительно низких тарифов на начальном этапе реформы (рис. 5).


Pi


тарифы при «либерализации»

t   ттГ

Рис. 5. Тарифы при «либерализации»


24


Альтернативный вариант реформы основан на параллельном существовании двух тарифных ставок: потребители получают возможность приобрести некий объем воды gt по фиксированной цене,

соответствующей текущему тарифу р0, а сверхнормативное потребление

оплачивается по более высоким ценам pt. По мере проведения реформы

объем воды, предоставляемой по фиксированному тарифу, будет постепенно снижаться и, начиная с момента Г, вся вода будет поставляться лишь по свободным ценам, то есть gT = О.

Рассмотрены два варианта рационирования: (1) эффективное рационирование, при котором в начальный момент времени происходит снижение объема ресурса, поставляемого по регулируемым ценам, до эффективного уровня водопотребления, а далее этот объем постепенно сокращается таким образом, чтобы в каждый момент времени эта величина не превосходила эффективный объем водозабора, и в момент окончания реформы равнялась бы нулю и (2) эквивалентное рационирование, при котором в каждый момент времени объемы рационирования в точности соответствуют водопотреблению при «либерализации».

Показано, что общественное благосостояние при эффективной схеме рационирования является максимальным и превышает величину благосостояния при «либерализации» тарифов. Сравнение с точки зрения выгоды потребителей (см. рис. 6) показывает, что на начальном этапе реформы эффективное рационирование влечет потери для потребителей в связи со скачкообразным падением объема воды, предоставляемой по фиксированным ценам, но впоследствии доминирует схему «либерализации», так как позволяет отсрочить момент переключения на использование более дорогого альтернативного источника.

Эквивалентная схема рационирования дает такой же уровень совокупного благосостояния, как и «либерализация» тарифов, но при этом на всем протяжении реформы благосостояние потребителей оказывается выше при рационировании, так как при одинаковых объемах водопотребления в случае рационирования агенты получают воду по более низкому тарифу.

Таким образом, при наличии ограничения на постепенность осуществления реформы вариант рационирования оказывается предпочтительным по сравнению с «либерализацией».

25


«либерализация»

?)фективные тарифы

рективное рационирование

>    t

tТЮ*

Рис. 6. Излишек потребителей при различных вариантах реформирования

Как показывает анализ, тарифная реформа неизбежно влечет снижение объемов водопотребления, однако с учетом различий в функциях спроса потребителей результирующие объемы могут существенно варьироваться. Снижение водопотребления ниже некоторого критического уровня х может повлечь отрицательные внешние эффекты (например, в виде распространения заболеваний). В этом случае необходимо, чтобы реформа сопровождалась определенными мерами социальной защиты.

Пусть функция выгоды от водопотребления для группы к имеет вид uk(x) = Qkv(x). Тогда одной из возможных мер регулирования является

введение адресных субсидий в размере sk =max(0, pt -Qkv'(x)), где pt - тарифная ставка в момент  t. Показано, что при таких субсидиях водопотребление будет соответствовать эффективной траектории.

Однако практическая реализация этой политики затруднена наличием асимметрии информации относительно типа агента. Показано, что в этом случае достижение эффективных объемов водопотребления возможно за счет субсидирования потребления в рамках минимально необходимой квоты (х) и введения эффективных тарифов за потребление, превышающее этот уровень.

Глава 4 «Водосберегающие технологии и эффективное водопотребление» посвящена анализу технологических заменителей природных источников, а также вопросам создания стимулов к инвестированию в водосберегающие технологии.

В отличие от многих других ресурсов вода не утилизируется полностью  в  процессе  потребления,  что  позволяет  использовать  ее

26


повторно после соответствующей обработки. Повторная переработка сырья в большинстве работ рассматривалась в контексте долгосрочного экономического роста, причем в этих работах объем вторичной переработки был задан экзогенно (как фиксированная доля извлеченного из недр ресурса) или же вовсе не был связан с имеющимся запасом отработанного ресурса и моделировался как технология производства более дорогого ресурса-заменителя. В данной работе повторная переработка представлена явным образом как процесс производства заменителя, причем учитываются как ограничения на объем сырья (накопленный запас отработанных вод), так и на интенсивность самого процесса, и при этом в каждый момент времени объем переработки не задается экзогенно, а является переменной выбора.

Рассмотрим регион, где в качестве источника пригодной для потребления воды могут выступать подземные воды, запас которых ограничен, альтернативный источник (например, технология опреснения, импорт воды из другого региона), а также вода может производиться посредством технологии оборотного водоснабжения с фиксированной мощностью. При наличии такой технологии неутилизированная вода не поступает обратно в источник, а потому запас воды сокращается на всю величину водозабора, что дает следующее уравнение динамики запаса подземных вод (S): St=g-gt, где g - пополнение запаса и gt -водозабор из подземного источника в момент t.

Если при использовании воды утилизируется лишь доля a e (0,1), то оставшаяся доля (l — ос) доступна для повторного применения после соответствующей обработки, которая сопряжена с предельными издержками    cz.   Предполагается,   что   фирма   может   использовать

прошедшие обработку сточные воды сразу или накапливать в резервуаре и использовать спустя некоторое время. При этом существует ограничение на пропускную способность технологии (z). Обозначив через zt объем воды, проходящий через систему оборотного водоснабжения в момент t, получим следующее уравнение динамики запаса отработанных вод (Z ): Zt = (l - c^\gt +lt + zt ) - zt.

В первом разделе главы рассмотрена ситуация, при которой оборотное водоснабжение характеризуется наименьшими предельными издержками (cz) по сравнению с остальными источниками, то есть

27


cz <cg <cЎ.      Подобная      ситуация      соответствует,      к      примеру,

использованию   воды   для   охлаждения   оборудования.   В   результате эффективное водопотребление находится из решения следующей задачи:

, maxn   f(Mfe +lt + zt)-cgSt - cih - czzt)e-rtdt

st

= g-

-St

їt

= (i-

-°0(s

t+lt+z

,)-

-'?

z>zt>0

zt

>o,

Zo =

:0

st

>o,

So-

задано

Предполагается, что пополняемый запас (даже с учетом технологии оборотного водоснабжения) мал для удовлетворения спроса, то есть  u'(g/a)>cl. Показано, что при введенных предположениях

эффективная траектория характеризуется следующими условиями:

  1. запас как подземных, так и отработанных вод будет исчерпан полностью;
  2. в случае большой пропускной способности технологии оборотного водоснабжения в каждый момент времени будут использоваться подземные воды;
  3. если в течение некоторого периода технология оборотного водоснабжения эксплуатируется на полную мощность, то потребности в водопотреблении могут удовлетворяться без использования подземных вод;
  4. в каждый момент времени применяется технология оборотного водоснабжения;
  5. пока запас подземных вод не истощен, агент не будет одновременно использовать подземные и поверхностные воды;
  6. при высокой пропускной способности технологии оборотного водоснабжения отработанные воды не будут накапливаться, а будут после соответствующей обработки использоваться вновь;
  7. если в течение некоторого временного интервала запас отработанных  вод  оказывается  положительным,  то  на данном

28


интервале    пропускная    способность    технологии    оборотного водоснабжения оказывается сдерживающим ограничением.

На основе полученных характеристик выведены траектории водопотребления для случаев высокой и низкой пропускной способности технологии оборотного водоснабжения. Показано, что в первом случае отработанные воды непрерывно вновь утилизируются, то есть в этом случае отсутствует потребность в мощности для хранения отработанных вод.

Выявлен эффект совместного использования дорогого и дешевого ресурса (т.е. нарушается правило Герфиндаля). Причина этого эффекта в том, что запас более дешевого ресурса отсутствует, а сам ресурс является побочным продуктом использования другого ресурса.

В   случае   невысокой   пропускной   способности   технологии   при условии u'(z) < acЎ + (l - a)cz наблюдается еще один необычный эффект.

Помимо совместного использования дорого и дешевого ресурса, имеет место временный отказ от использования более дорогого ресурса (участок от 7j до Т2 на рис. 7) с последующим возвратом к нему в силу

исчерпания запаса более дешевого ресурса. В данном случае переключение с совместного использования ресурсов на дешевый ресурс вызвано снижением уровня водопотребления до уровня, позволяющего полностью удовлетворять потребности за счет дешевого ресурса.


ас   + (l - a)cz + a~kЈrt

(l - а)с.

ас,


Рис. 7. Случай невысокой пропускной способности

29


Показано, что полученные эффективные траектории можно децентрализовать с помощью тарифов, которые отражают предельную выгоду общества от последней единицы воды, забранной из природного источника,   то   есть   pt = u'{xt)+([-a)q)t,   где   ?(   -   оценка   запаса

отработанных вод. Первое слагаемое соответствует текущей предельной полезности водопотребления, а второе - отражает остаточную ценность неутилизированной воды.

На примере региона с двумя типами потребителей, единственным различием между которыми является наличие технологии оборотного водоснабжения, проведено сравнение соответствующих тарифов на воду. Анализ показывает, что эффективный тариф для агента, использующего оборотное водоснабжение, до достижения стационарного состояния характеризуется более низкой составляющей, связанной с предельными издержками, но более высокой рентной составляющей. Кроме того, наличие технологии оборотного водоснабжения позволяет использовать более низкий тариф в стационарном состоянии в силу отсутствия расходов на очистку сточных вод.

В рассмотренной выше модели, предполагалось, что размеры резервуара для хранения запаса отработанных вод достаточны при существующем ограничении на интенсивность использования этой технологии. Это было обосновано тем, что оборотное водоснабжение представляло наиболее дешевый источник, и потому при достаточно высокой пропускающей способности технологии запас отработанных вод не образовывался в силу непрерывной переработки стоков. Во втором разделе главы рассмотрена ситуация, при которой предельные издержки оборотного водоснабжения выше, чем для подземных вод, но ниже, чем для альтернативного источника. В этом случае эффективность требует последовательного использования ресурсов по мере возрастания предельных издержек, что приводит к накоплению стока отработанных вод, а потому ограничение на объем резервуара в данном случае моделируется явным образом. Для упрощения анализа в этой модели не рассматривается ограничение на пропускную способность технологии. Таким образом, во втором разделе представлена задача оптимального управления двумя запасами: заданным запасом подземных вод и эндогенно образуемым запасом отработанной воды при некотором ограничении на мощность последнего.

30


Показано, что, как и в рассмотренном выше случае, запасы обоих ресурсов на эффективной траектории будут исчерпаны полностью. Кроме того, динамика запаса отработанных вод непосредственно связана с величиной запаса подземных вод, а именно, положительный запас последних в течение некоторого периода не совместим с нулевым запасом отработанных вод.

В отличие от рассмотренного выше случая, подземные воды будут использоваться в каждый момент времени, поскольку являются самым дешевым из имеющихся ресурсов. Если на некотором интервале запас отработанных вод положителен, в то время как запас подземных вод исчерпан, на всем этом интервале будет использоваться технология оборотного водоснабжения. Наконец при наличии запаса более дешевого ресурса (подземных или отработанных вод) не будет использоваться более дорогой природный источник.

Далее рассмотрены два случая. В первом случае ограничение на мощность резервуара для хранения отработанных вод не является сдерживающим. Тогда сначала используются подземные воды вплоть до момента истощения, что сопровождается накоплением воды в резервуаре, затем спрос удовлетворяется за счет пополнения подземных вод и повторно переработанных вод до тех пор, пока не истощится запас последних, после чего экономика переходит в стационарное состояние.

Во втором случае в некоторый момент Т запас отработанных вод достигает максимальной мощности резервуара, после чего вместе с подземными водами начинает использоваться технология оборотного водоснабжения (рис. 8). После истощения запаса подземных вод в момент 7j спрос удовлетворяется за счет пополнения подземных вод и

расходования запаса отработанных вод вплоть до момента полного истощения последних, после чего экономика переходит в стационарное состояние.

Анализ сравнительной статики для случая сдерживающего ограничения на мощность показывает, что снижение запаса истощаемого ресурса и/или уровня его пополнения, а также повышение предельных издержек неистощаемого ресурса-заменителя влечет сокращение объемов водопотребления до достижения стационарного состояния, а в последнем случае снижается и стационарный уровень водопотребления. Кроме того, данные изменения приводят к более раннему использованию технологии оборотного водоснабжения. При этом в случае меньшего

31


начального запаса подземных вод или уровня пополнения этих вод происходит более раннее переключение на использование альтернативного ресурса, а повышение предельных издержек ресурса-заменителя, напротив, отдаляет момент начала его использования.


acЎ +(l-a)c

cz+acp7

ас +(l-a)cz+cd0

<?+??

и\х)


ас +{l-a)cz +aX0er с,+(К-(1-а}РоУ/


cz+aq>re

+ t


Рис. 8. Предельная полезность водопотребления при сдерживающем ограничении на мощность

В третьем разделе главы рассматривается вопрос выбора оптимального уровня инвестиций в водосберегающие технологии и роли государственной политики в создании соответствующих стимулов. Поскольку не вся забранная из природных источников вода утилизируется агентом, а часть использованной воды возвращается обратно в природные источники, то применение более эффективных технологий позволяет снизить коэффициент безвозвратного водопотребления, что способствует сбережению ограниченного запаса подземных вод.

Для упрощения предполагается, что единственным источником водоснабжения в регионе являются подземные воды с первоначальным запасом S0 и естественным уровнем пополнения g. До внедрения водосберегающей технологии уровень безвозвратного водопотребления

равен ?, а новая технология позволяет снизить его до величины ? < ?, но при этом необходимо понести затраты на реализацию инвестиционного проекта в размере F.

Показано, что оптимальная траектория характеризуется скачкообразным    ростом    водопотребления    в    момент    внедрения

32


технологии, при этом величина разрыва зависит от стоимости инвестиционного проекта. В частности, при нулевых фиксированных издержках разрыв отсутствует вовсе, и мы наблюдаем лишь излом траектории. При этом сам момент инвестирования Т определяется из условия

rF = [u{gю)-c{gю)-bXerT gю)- {u{g-)-c{g-)-bXerTg-\

V                                                                                                         V

"излишек     общества"     с                      "излишек     общества"

водосберегающей     технологией           до     инвестирования

то есть выгода общества от инвестирования, выражаемая в увеличении совокупного излишка, должна быть равна издержкам (процентным платежам по расходам на проект).

Далее рассмотрена проблема децентрализации полученной эффективной технологии. Показано, что у потребителей отсутствуют стимулы к инвестированию. Производители, даже сталкиваясь с эффективными тарифами, выбирают момент инвестирования, который не совпадает с общественно оптимальным, так как выигрышем для них выступает прирост прибыли, а не совокупного излишка. Однако если инвестиционные расходы будут субсидироваться, таким образом, что производитель получит дополнительную выгоду от субсидирования, равную изменению потребительского излишка, то подобная политика создаст стимулы к выбору эффективного момента для реализации инвестиционного проекта.

В главе 5 «Загрязнение водных ресурсов и государственное регулирование» исследуется проблема загрязнения поверхностных вод и роли государственной природоохранной политики. Уровень централизации природоохранной деятельности существенно варьируется даже в развитых странах. Существует целый ряд аргументов как за, так и против централизованного подхода. Децентрализация природоохранных решений с одной стороны позволяет учесть дифференциацию в предпочтениях агентов, а, с другой стороны, порождает проблему внешних воздействий. Кроме того, децентрализация может приводить к установлению слишком мягких природоохранных стандартов. Однако в существующих исследованиях игнорировалась проблема, связанная с оценкой качества стоков.

Многие объекты хозяйственной деятельности помимо стандартных для предприятий отрасли загрязнителей содержат в сбрасываемых сточных водах и специфические для данного предприятия

33


загрязняющие вещества. Данная информация является частной и вряд ли будет доступна при централизованном регулировании. Поскольку тотальная проверка проб воды на все возможные загрязнители связана с очень высокими издержками, то при централизованном подходе может иметь место недооценка уровня загрязнения воды. Таким образом, децентрализация природоохранных решений позволяет не только учесть различия в предпочтениях (что традиционно преподносится в качестве основной выгоды от децентрализации), но и снизить потери, возникающие при несовершенстве информации относительно качества воды. В работе проведен модельный анализ последствий децентрализации, сопровождаемой снижением искажения информации о качестве сбрасываемых в поверхностные воды стоков.

Рассмотрим бассейновый округ, включающий N населенных пунктов, рассредоточенных вдоль одной реки. В каждом населенном пункте использованная вода затем обратно возвращается в реку, но при этом стоки оказываются загрязненными специфическими для данного пункта веществами. Будем считать, что река обладает естественным природным механизмом абсорбции загрязнения. Власти могут направлять дополнительные средства на очистку воды в рамках природоохранного бюджета региона. Пусть - накопленный уровень загрязнения воды в пункте /, ei - загрязнение, создаваемое сточными водами в пункте ?, ?; - коэффициент естественной абсорбции между пунктами  г-\  и  /   (О < ?; < l), a  mi  - расходы на очистку вод из

природоохранного бюджета региона с постоянной предельной

производительностью, равной а > 0. Тогда динамика уровня

загрязнения            представима            следующим           уравнением

XЎ = (1 - 5г )Xj_i + ei - ami, причем начальный уровень загрязнения, Х0, рассматривается как экзогенная величина. При фиксированном бюджете, выделяемом на очистку сточных вод, должно соблюдаться

N

условие Y_Ўmi <М.

г=1

Благосостояние региона задается как сумма полезностей входящих в него населенных пунктов, причем полезность пункта м положительно зависит от уровня водопотребления и отрицательно от накопленного загрязнения: щ (е^Хг) = Ъу(ег)-с(Хг), где v'e > О, v"e < О, с'х > 0, с"х > О и 6г > 0. В модели не введен показатель уровня водопотребления явным

34


образом, но предполагается, что больший объем водопотребления порождает больший объем загрязненных стоков, а потому полезность возрастает по е. Параметр ?? отражает экологические предпочтения населения: чем больше ?, тем лояльнее население относится к загрязнению. Эффективное распределение для данного региона является решением следующей задачи

™^>??(?^)-??)

Xi=(l-bi)Xi_l+ei-ami ?mi < M,   XQ - задано.

i

Показано, что эффективная траектория характеризуется следующими свойствами: (1) предельная выгода должна быть равна предельным издержкам для общества, то есть каждый рубль, израсходованный на очистку воды, должен приносить одинаковую полезность; (2) предельный ущерб от фактического загрязнения (т.е. нанесенный ущерб, скорректированный на коэффициент естественного природного регулирования) должен быть одинаков для всех населенных пунктов; (3) при наличии более эффективного природного регулирования в пункте / по сравнению с пунктом j величина загрязнения в пункте / будет выше.

Исследована чувствительность решения модели к изменению таких параметров, как величина природоохранного бюджета, абсорбирующая способность реки и экологические предпочтения населения. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Результаты сравнительной статики

Изменение экзогенного параметра

Теневая

оценка

бюджета

Сброс загрязненных стоков  в  пункте   ?,

Накопленное загрязнение в

пункте 1, X;

Увеличение бюджета

природоохранной

деятельности

падает

растет

падает

Снижение эффективности естественного природного регулирования в пункте j

растет

падает

растет для всех ???-1

Снижение экологических приоритетов населения в

пункте j (рост ? )

растет

падает при i^j, растет при / =j

растет

35


Исследованы последствия децентрализации, то есть разделения региона на две юрисдикции, сопровождающейся эффективным распределением природоохранного бюджета между образующимися юрисдикциями. Показано, что при совершенстве информации такая децентрализация приводит к:

  1. росту объема сбрасываемых загрязненных стоков во всех населенных пунктах верхней юрисдикции,
  2. падению накопленного уровня загрязнения во всех пунктах верхней юрисдикции, кроме пограничного, и росту загрязнения в пограничном пункте,
  3. снижению общественного благосостояния.

Итак, децентрализация создает стимулы к перераспределению природоохранного бюджета в пользу населенных пунктов, находящихся дальше от границы, а потому для сохранения эффективности децентрализация должна сопровождаться некими целевыми программами очистки воды в пограничных пунктах.

Однако в условиях несовершенства информации децентрализация сопряжена не только с потерями от наличия внешних эффектов, но и несет определенную выгоду, связанную с выявлением информации. В работе построен пример, демонстрирующий, что при несовершенстве информации относительно экологических предпочтений населения децентрализация может увеличивать общественное благосостояние.

Во втором разделе главы предложена модификация базовой модели, учитывающая несовершенство информации о специфике загрязняющих веществ, что при проведении стандартного набора проб может привести к искажению информации относительно качества стоков, причем эти искажения могут быть разными для разных населенных пунктов. В результате при фактическом загрязнении сбрасываемых в пункте / стоков в размере ei измеренный уровень составит ^>iei, где 0 < ? ¦ < 1.

Показано, что несовершенство оценки качества стоков в пункте i ведет к избыточному водопотреблению в этом пункте, что увеличивает объем сбрасываемых стоков и ухудшает качество воды во всех пунктах, находящихся вниз по течению, а в результате снижает уровень общественного благосостояния.

Улучшение мониторинга в одном населенном пункте, то есть увеличение коэффициента ?;, приводит к:

36


  1. сокращению сбрасываемых стоков в пункте  /   и не влияет на сбрасываемые стоки в других пунктах,
  2. снижению уровня загрязнения в пункте / и во всех пунктах вниз по течению, но не влияет на уровни загрязнения вверх по течению,
  3. увеличению общественного благосостояния.

Поскольку децентрализация при неизменном уровне искажений влечет ухудшение благосостояния, но снижение уровня искажений, напротив, приближает экономику к эффективной траектории, то суммарный эффект зависит от того, как велик был первоначальный уровень искажений и как сильно сократились искажения в результате децентрализации.

Неоднозначный эффект децентрализации проиллюстрирован с помощью числового примера (рис. 9). В этом примере проведен расчет потерь в благосостоянии (по отношению к эффективному уровню и по отношению к первоначальному значению) при децентрализации, сопровождающейся снижением в уровне искажения оценки качества сбрасываемых стоков. В первоначальной ситуации уровень искажения составлял 20%, а затем рассматривалось постепенное снижение уровня искажения до нуля.

Рис.   9.  Децентрализации   при   снижении  уровня   искажения   информации   о загрязнении

Показано, что децентрализация неизбежно влечет потери по сравнению с эффективным уровнем, однако по отношению к первоначальной    ситуации    наблюдается    снижение    потерь,    если

37


децентрализация       сопровождается       существенным       сокращением улучшением информации относительно качества сточных вод.

Основные выводы

В работе предложен комплекс моделей эффективного распределения водных ресурсов, которые могут быть применены для определения компонент эффективных тарифов на воду, проведения сравнительного анализа вариантов реформирования тарифной политики, исследования роли водосберегающих технологий, а также анализа природоохранного регулирования.

  1. Показано, что водные ресурсы характеризуются множеством специфических внешних эффектов, связанных с наличием возвратных потоков, дифференциацией пользователей в терминах истощения подземных источников, накапливаемым направленным, но ассимилирующимся загрязнением, что делает невозможным применение стандартных результатов экономической теории к водным ресурсам.
  2. В работе проведено различие между проблемой истощения водных ресурсов и дефицита водных ресурсов. Последний возникает в силу неопределенности предложения и требует введения временных мер регулирования, в то время как для решения проблемы истощения нужна продуманная долгосрочная политика. Сравнительный анализ различных способов рационирования воды, проведенный в рамках модели частичного равновесия, показал, что широко распространенная практика перерывов в подаче воды является наихудшим вариантом с точки зрения благосостояния. Однако применение других мер невозможно при отсутствии водоизмерительных приборов.

2.  Построена модель эффективного распределения водных ресурсов

с учетом различных источников водоснабжения и возможности

ограничения на мощности, принимающая во внимание дифференциацию

водопользователей не только в терминах предпочтений, но и в терминах

способа водопотребления, что отражается на уровне возвратных вод. В

рамках данной модели установлено, что для водопользователя с

большим уровнем безвозвратного водопотребления рентная

составляющая тарифа должна быть выше.

3.      В рамках построенной модели с дифференциацией

водопользователей выявлен новый вариант нарушения принципа

последовательного использования ресурсов Герфиндаля: одновременное

38


использование дорогого и дешевого ресурса в данном случае обусловлено не ограничением на мощности, а разницей в уровнях возвратных потоков, то есть различием в результирующем истощении ресурса.

  1. Предложены варианты реформирования тарифов на услуги водоснабжения и предложена методология сравнительного анализа этих вариантов. Показано, что при наличии ограничения на постепенность изменения тарифов вариант двухставочного тарифа с рационируемым (и постепенно сокращаемым) объемом потребления по низким ценам и возможностью докупать ресурс сверх этого объема по более высокому тарифу в рассматриваемой модели является предпочтительным с точки зрения общественного благосостояния по сравнению с вариантом постепенного повышения тарифов.
  2. Построена модель, учитывающая возможность отрицательных внешних эффектов при снижении водопотребления ниже некоторого порогового уровня. В рамках данной модели проведен сравнительный анализ мер социальной защиты при повышении тарифов на воду. Показано, что при введенных предпосылках в условиях асимметрии информации относительно типов агентов наилучшим вариантом является субсидирование тарифа на воду в рамках квоты, соответствующей минимально допустимому уровню водопотребления.
  3. Предложена модификация модели эффективного распределения водных ресурсов при наличии технологии оборотного водоснабжения и выведены соответствующие траектории водопотребления. В этой модели рассматривается проблема одновременного управления запасами ресурсов, один из которых задан экзогенно (запас подземных вод), а другой образуется эндогенно в силу неполной утилизации воды в процессе использования. При наличии ограничения на интенсивность использования технологии оборотного водоснабжения выявлен эффект временного отказа от использования одного из источников с последующим возвратом к его эксплуатации. Проведен сравнительный анализ детерминант тарифов на воду для агента, имеющего технологию оборотного водоснабжения, и агента, у которого такая технология отсутствует

7.    Для исследования вопроса о стимулах к водосбережению

построена модель, предполагающая возможность увеличения уровня

возвратных вод при реализации соответствующего инвестиционного

проекта. Показано, что в данной модели при отсутствии регулирования

39


водоснабжающие компании не будут выбирать оптимальный с точки зрения общества момент реализации этого проекта даже при наличии эффективных тарифов на воду. Однако субсидирование инвестиционных расходов в рассматриваемой задаче позволяет создать стимулы к выбору оптимального момента реализации проекта.

8. На основе модели бассейнового округа, где водопользователи рассредоточены вдоль реки, исследована проблема уровня децентрализации природоохранных решений. Показано, что в условиях совершенной информации децентрализация в данной модели снижает уровень общественного благосостояния, даже при эффективном разделении природоохранного бюджета. Предложена модификация модели, принимающая во внимание несовершенство оценки качества сточных вод при централизованном управлении. Показано, что в предложенной модели децентрализация может приводить к росту благосостояния, если сопровождается существенным снижением в искажении информации об уровне загрязнения сбрасываемых стоков в образующихся юрисдикциях.

Основные публикации автора по теме диссертации

Монографии

1.     Фридман А.А. Модели экономического управления водными

ресурсами. Москва. ИД НИУ ВШЭ. 2012. -18 п.л.

Статьи в журналах по списку ВАК

2. Балакина Т.П., Левин М.И., Фридман А.А. Проблемы ценообразования

на услуги водоснабжения: теоретический подход // Финансы и Бизнес.

2007. N3.-1,2 п.л. (авт. - 0,4 п.л.)

3.    Фридман А.А. Реформирование тарифной политики на услуги

водоснабжения: сравнительный анализ // Экономический журнал ВШЭ.

2008. т. 12. №4. - 1,1 п.л.

4.    Фридман А.А. Водные ресурсы и эффективное распределение

природоохранного бюджета // Финансы и Бизнес. 2009. № 3. - 0,5 п.л.

  1. Фридман А.А. Реформирование тарифов на воду и социальная защита. // Финансы и Бизнес.2009. № 4. - 0,5 п.л.
  2. Фридман А.А. Эффективное ценообразование на водные ресурсы при неоднородности потребителей // Экономика и математические методы.

2009. Т. 45. №4.-1,6 п.л.

40


  1. Фридман А.А. Эффективность децентрализации при несовершенной оценке загрязнения // Экономический журнал ВШЭ. 2010. Т. 14. № 1. - 1 п.л.
  2. Фридман А.А. Водосберегающая технология и эффективные тарифы // Журнал Новой экономической ассоциации. 2010. № 8.-1,3 п.л.
  3. Фридман А.А. Инвестиции в водосберегающие технологии // Финансы и Бизнес. 2011. №1. - 0,8 п.л.

10.  Фридман А.А. Водные ресурсы: дефицит или редкость?// Финансы и

Бизнес. 2011. №3.-1 п.л.

11.    Фридман А.А. Управление водными ресурсами при наличии

оборотного водоснабжения // Экономика и математические методы.

2012. Т. 48. №2.-1,7 п.л.

12. Fridman A. A. Privatization and price liberalization: comparative analysis

// Journal of Comparative Economics, 1997. Vol. 24. №3.-1,2 п.л.

Учебники, учебные пособия

13.   Фридман А.А. Лекции по курсу микроэкономики продвинутого

уровня. Москва: Изд. дом ГУ ВШЭ. 2007. - 22,8 п.л.

  1. Бусыгин В.П., Покатович Е.В., Фридман А.А. Сборник задач по курсу микроэкономики продвинутого уровня. Москва: Изд. дом ГУ ВШЭ. 2007. - 23,5 п.л. (вклад автора 7,6 п.л.)
  2. Фридман А.А. Экономика истощаемых природных ресурсов. Москва: Изд. дом ГУ ВШЭ. 2010. - 24,3 п.л.

Статьи в сборниках, тезисы конференций

  1. Фридман А.А. Моделирование экономических преобразований в смешанной экономике /В сб. «Исследования закономерностей и процессов в моделях экономических систем». Москва: МО РНФ, 1996. -1 п.л.
  2. Фридман А.А. Инвестиции в водосберегающие технологии // Приложение к Журналу Новой экономической ассоциации Сборник докладов годовой тематической конференции НЭА «Образование, наука и модернизация», Москва: Новая экономическая ассоциация, 2010. [Электронный         ресурс]                   Режим                    доступа http://econorus.org/onim/esession.plitml?id=8 0,3 п.л.
  3. Фридман А.А. Децентрализация природоохранного регулирования применительно к водным ресурсам / В сб. «Моделирование в задачах городской и региональной экономики. Материалы Всероссийской конференции», Санкт-Петербург: "Нестор-История", 2011. - 0,2 п.л.
  4. Фридман А.А. Оборотное водоснабжение и эффективные тарифы на воду / Стратегическое планирование и развитие предприятий. Материалы Двенадцатого всероссийского симпозиума. Москва: ЦЭМИ РАН, 2011.-0,1 п.л.

41


20.    Фридман А.А. Управление водными ресурсами при наличии

технологии оборотного водоснабжения / Труды школы-семинара

"Системное моделирование социально-экономических процессов", часть

2, Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского

государственного университета, 2011 - 0,1 п.л.

21. Fridman A. Efficiency of Decentralisation under Imperfect Assessment of

Water Discharge / EBES 2011 Conference-Istanbul Program and Abstract

Book,        Istanbul:        Sazak        Ofset,        2011.        -        0,1        п.л.

42


Фридман Алла Александровна

МОДЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

Специальность 08.00.13 - Математические и инструментальные методы

экономики (экономические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора экономических наук

Заказ №__________________________ Объём 2.2 п.л._______________ Тираж 100 экз.

ЦЭМИ РАН

 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.