Моделирование экономических механизмов государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые производственные технологии тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Моделирование экономических механизмов государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые производственные технологии"

На правах рукописи

Онищук Елена Михайловна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТИМУЛИРОВАНИЯ ИНВЕСТИЦИЙ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Кисловодск-2005

Диссертация выполнена в Кисловодском институте экономики и права

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Наталуха Игорь Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Ведущая организация: Ставропольский государственный университет

Защита состоится 28 мая 2005 года в 13.00 часов на заседании регионального диссертационного совета ДМ 521.002.01 при Кисловодском институте экономики и права (357700, г. Кисловодск, ул. Р. Люксембург, 42).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кисловодского института экономики и права

Автореферат разослан 25 апреля 2005 года

Ульяницкая Надежда Михайловна

кандидат экономических наук, доцент Хомяков Сергей Валентинович

диссертационного совета

Ученый секретарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Все виды хозяйственной деятельности обычно сопровождаются не только получением желаемых результатов, но и непреднамеренными (внешними) последствиями, как положительными, так и отрицательными. Отрицательные внешние эффекты (экстерналии) возникают тогда, когда деятельность одних экономических субъектов вызывает дополнительные издержки у других. При наличии отрицательных экстерналии рыночное равновесие не позволяет осуществить аллокацию ресурсов с высокой эффективностью, т.е. не позволяет максимизировать общественное благосостояние. Несмотря на логику теоремы Коуза, экономическим агентам редко удается самостоятельно решить вызванные отрицательными экстерналиями проблемы, а в случае экстерналии, состоящих в загрязнении участниками рынка окружающей среды, решение Коуза не применимо, если существует множество загрязнителей и множество пострадавших. В современных условиях экономического развития наблюдается активный рост инвестиций в основной капитал, направленных на сокращение загрязнения окружающей среды. В этих процессах определяющая роль принадлежит государственным экономическим механизмам. Государство решает проблему внешних эффектов производственной деятельности либо командно-контрольными методами (область применения которых весьма ограничена), либо применением рыночно ориентированной политики, которая состоит во введении платы за загрязнение окружающей среды (экологического налога), развитии рынка разрешений на загрязнение или использовании технологических стандартов на выбросы.

Достоверные количественные результаты, касающиеся оптимального налогообложения вредных выбросов хозяйствующих субъектов, а также выбора наиболее эффективного инструмента регулирования загрязнения в различных условиях, могут быть получены в рамках строгих экономико-математических моделей производственного сектора с учетом загрязнения окружающей среды и конкурентного научно-исследовательского сектора. Этим и определяется актуальность диссертационного исследования.

Степень изученности проблемы. Анализу экологических издержек хозяйственной деятельности, определению экономического ущерба от загрязнения окружающей среды и экономического оптимума загрязнения окружающей среды, а также экономической эффективности природоохранной деятельности посвящены труды отечественных ученых Бобылева С.Н., Герасимовича В.Н., Глухова В.В., Глушковой В.Г., Голуба А.А., Дулова А.С., Лисичкиной Т.В., Макара СВ., Минца А.А., Нестерова А.П., Нестерова П.М., Папенова К.В., Русина И.И., Ходжаева А.Ш. и др., также зарубежных ученых Бейтмана И., Вэ-риана X., Гулдера Л., Кроппера М., Отса У., Пирса Д., Робинсона Н., Скотта Э., Тайтенберга Т. и др.

Государственному механизму управления природопользованием, методам административного регулирования в области разработки экологических нормативов и стандартов и административно-контрольным механизмам управления снижением негативного воздействия производственных процессов на окружающую среду, а также системе налогообложения производственного сектора, связанной с загрязнением окружающей среды, посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Биглайзера Ж., Блэкмана А., Витта М.Б., Герасимовича В.Н., Голуба А.А., Гофмана К.Г., Гусева АА., Дасгупты П., Джаффе А., Коуза Р., Петракиса Е., Пигу А., Скотта Э., Смита Ф., Солоу Р., Струковой Е.Б., Стэвинса Р., Тарнера К., Тихонова О.В., Ульфа Д., Фишера А. и др.

Вместе с тем, недостаточно изучены вопросы влияния различных механизмов регулирования загрязнения окружающей среды (налогов на загрязнение, разрешений на загрязнение и технологических стандартов на выбросы) на общественное благосостояние и на стимулирование разработки экологически более чистых технологий. Решение этих проблем требует разработки адекватных экономико-математических моделей влияния регулирования загрязнения окружающей среды на инвестиции в разработку инноваций, позволяющих снижать уровни загрязнения и издержки сокращения вредных выбросов, что определило тему и постановку задач диссертационного исследования.

Предмет и объект исследования. Предметом диссертационного исследования являются процессы государственного регулирования загрязнения окружающей среды производственным сектором и стимулируемый ими инновационный процесс создания экологически чистых технологий научно-исследовательским сектором. Объектом исследования являются предприятия производственного и научно-исследовательского секторов.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования заключается в сравнительном анализе влияния инструментов регулирования загрязнения окружающей среды производственным сектором на инновации, способствующие сокращению издержек уменьшения вредных выбросов, а также на общественное благосостояние. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработка математических моделей влияния налоговых выплат за загрязнение окружающей среды, разрешений на загрязнение и стандартов на выбросы на общественное благосостояние и на стимулирование разработки экологически чистых технологий;

- выяснение условий эквивалентности налогов и разрешений на загрязнение; сравнительно-статический анализ инструментов регулирования загрязнения окружающей среды;

моделирование прибылемаксимизирующего поведения фирмы-инноватора (лицензирование новой технологии или вовлечение в производство в условиях конкуренции по Бертрану);

- определение степени сокращения вредных выбросов, объемов производства и экологических инноваций, соответствующих общественному оптимуму; расчет прибыли научно-исследовательского сектора при конкурентной децентрализованной модели при применении следующих механизмов регулирования: налогов на загрязнение, разрешений на загрязнение и стандартов на выбросы;

- моделирование оптимальной ставки налога на загрязнение окружающей среды при условии, что эффективность инновации**, позволяющей снизить издержки сокращения вредных выбросов, является эндогенным параметром;

- определение оптимальной ставки налога на загрязнение при наличии конкуренции в научно-исследовательском и производственном секторах при использовании как линейной, так и нелинейной функций, описывающих ущербы от вредных выбросов, в том числе с учетом возможности имитации } запатентованной технологии;

- моделирование оптимального налогообложения монополиста, осуществляющего инновационную деятельность в области разработки экологически чистых технологий.

Теоретическая и эмпирическая база исследования. Диссертационное исследование основано на фундаментальных разработках отечественных и зарубежных ученых-экономистов по экономической теории общественного сектора, теории внешних эффектов и несостоятельности рынка, экономике благосостояния, теории фирмы, теории налогообложения, методам оптимизации. Информационно-документальной базой исследования являются законодательные акты РФ; решения и нормативные акты Правительства Российской Федерации, Министерства природных ресурсов Российский Федерации, Государственного комитета Российской Федерации по статистике и Патентного агентства РФ, регулирующие процессы загрязнения окружающей среды субъектами рынка в процессе их производственной деятельности и обеспечивающие проведение государственной политики в области охраны прав патентообладателя на экологические инновации, а также собственные расчеты автора.

Представленное диссертационное исследование выполнено в рамках п. 1.4 «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, ..., рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов ... обоснования инвестиционных решений» и п. 1.6 «Математический анализ и моделирование процессов в финансовом секторе экономики ... » пас-

'Под эффективностью инновации понимается величина снижения врезных выбросов в расчете на единицу продукции при инновации

* Имитация запатентованной технологии представляет собой создание производственными фирмами на основе информации о конечном продукте, полученном при запатентованной технологии, собственной технологии, как правило, уступающей запатентованной

порта специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики.

Методы исследования. В диссертации, в рамках системного подхода, использовались различные методы и приемы экономических исследований: математического моделирования, сравнительный, графический, оптимизации, анализа дифференциальных уравнений, расчетно-конструктивный.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к моделированию и анализу влияния инструментов регулирования загрязнения внешней среды в процессе производственной деятельности на общественное благосостояние и на инновационную деятельность в области разработки экологически чистых технологий. Конкретное приращение научного знания характеризуется следующими положениями:

- предложена модель прибылемаксимизирующего поведения фирмы-инноватора в производственном секторе, позволяющая провести сравнительный анализ эффективности инструментов регулирования (налогов на загрязнение и продаваемых разрешений на загрязнение) с точки зрения стимулирования инноваций. Доказано, что инвестиции в создание новой технологии выше при преимущественном использовании налогов на загрязнение; однако, если ставка налога так высока, что конкурентный выпуск отрасли становится ниже монопольного, не облагаемого налогом, разрешения на загрязнения являются более эффективным средством стимулирования инноваций;

- выяснены условия предпочтительности использования налогов и разрешений на загрязнение с точки зрения общественного благосостояния. Доказано, что налоги предпочтительнее, если внешние ущербы от загрязнения не слишком высоки (достаточное условие предпочтительности налогов состоит в том, что монопольный выпуск, не облагаемый налогом, должен быть ниже общественно оптимального уровня выпуска при доинновационной технологии);

- предложены математические модели конкурентного производственного и научно-исследовательского секторов при условии, что уровень инновации является эндогенным параметром, позволяющие вычислять оптимальную ставку налога на загрязнения при различных функциях, описывающих ущербы внешней среде, с учетом возможной имитации запатентованной технологии;

- получены аналитические выражения для оптимальной ставки налога на загрязнение при линейной и нелинейной функции ущербов внешней среде и доказано, что при отсутствии имитации инновации оптимальная налоговая ставка ниже традиционно определяемой ставки, соответствующей равенству чистой предельной выгоды производства предельным внешним издержкам загрязнения. Установлено, что оптимальная налоговая ставка на загрязнение при имитации запатентованной технологии может превосходить традиционную ставку;

- рассчитана ставка налога на загрязнение, позволяющая оптимизировать налогообложение монополии, разрабатывающей собственную более чистую технологию. Доказано, что оптимальная налоговая ставка в этом случае выше соответствующей предельным внешним ущербам от загрязнения;

- построена двухсекторная модель конкурентного производственного и научно-исследовательского секторов, позволяющая в аналитическом виде вычислить максимизирующие общественное благосостояние объемы производства каждого из секторов, уровни сокращения загрязнения, общественную выгоду от инновации и прибыль научно-исследовательского сектора;

- проведено количественное сравнение инструментов регулирования загрязнения (налогов, разрешений на загрязнение и технологических стандартов) с точки зрения стимулирования инноваций и прибыльности научно-исследовательского сектора в широких интервалах параметров модели: эффективности инновации, качества имитации инновации, доли выпуска продукции отраслью с использованием новой технологии, предельных ущербов внешней среде, издержек сокращения выбросов и др. Установлено, что налоги на загрязнение имеют существенное преимущество перед другими инструментами регулирования только в случае крупных инноваций, а имитация не предполагает значительной неэффективности рынка инноваций.

Практическая значимость исследования. Практическая значимость исследования определяется тем, что разработанные в диссертации модели, методы и алгоритмы ориентированы на решение тактических и стратегических задач при осуществлении регулирующими органами деятельности, связанной со снижением вредных производственных выбросов и стимулированием разработки более чистых технологий. Разработанные в диссертационном исследовании модели конкурентного производственного и научно-исследовательского секторов при условии, что уровень инновации является эндогенной переменной, позволяет определять оптимальную ставку налога на выбросы предприятий при различных функциях, описывающих ущербы внешней среде; рассчитывать оптимальную налоговую ставку с учетом имитации запатентованной технологии производственными фирмами; оптимизировать налогообложение монополии, разрабатывающей собственную более чистую технологию. Проведенные количественные расчёты эффективности различных инструментов регулирования загрязнения (налогов на загрязнение, продаваемых разрешений на загрязнение и технологического стандарта) позволяют в зависимости от конкретных параметров производственного и научно-исследовательского секторов выбирать наиболее эффективный инструмент регулирования загрязнения с точки зрения максимизации общественного благосостояния и/или стимулирования разработки инноваций.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором на V и VI Все-

российских симпозиумах «Математическое моделирование и компьютерные технологии», (г. Кисловодск, 2002, 2004), Международном симпозиуме «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (г. Кисловодск, 2005), региональных научных семинарах «Методология системных исследований в гуманитарных отраслях науки» (г. Волгоград, г. Кисловодск, г. Нальчик, 20022004 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Механизмы эффективного управления в рыночной экономике» (г. Кисловодск, 2004).

Публикации. Основные результаты исследования отражены в опубликованных автором 9 печатных работах общим объемом 4,6 п.л. (в т.ч. автора 4,1 П.Л.).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Текст диссертации изложен на 141 странице, включает 3 таблицы, 12 рисунков. Список использованной литературы содержит 167 источников.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Во введении обоснована, актуальность темы исследования, дана характеристика степени изученности проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе «Отрицательные внешние эффекты производства. Способы корректировки несостоятельности рынка» рассматривается воздействие отрицательных экстерналий на экономическое благосостояние и выясняется, почему воздействие внешних эффектов приводит к снижению результатов рыночной аллокации ресурсов. Сделан обзор работ, посвященных решению проблем, связанных с внешними эффектами производственной деятельности. Рассмотрены различные способы, с помощью которых рынки могут быть скорректированы так, чтобы они работали эффективно с точки зрения общества. Дается характеристика условий достижения общественно эффективного уровня производства, определяемых теоремой Коуза. Обсуждаются такие инструменты государственного регулирования процессов загрязнения окружающей среды, как налоги на выбросы производственных предприятий в расчете на единицу загрязнения и продажа разрешений на загрязнения. Рассматриваются нерыночные методы регулирования процессов загрязнения окружающей среды, известные как оперативные системы управления (технологически обоснованные стандарты, стандарты для окружающей среды и стандарты общественного воздействия).

Во второй главе «Моделирование влияния инструментов регулирования вредных выбросов на инвестиции в экологические инновации» на

основе построенной модели в рамках частичного равновесия, в которой продукт производится в условиях совершенной конкуренции при технологии, со-

провождающейся загрязнением окружающей среды, сравнивается влияние налогов на загрязнение и продаваемых разрешений на загрязнение на стимулирование разработки более экологически чистых технологий. Предлагаемая модель основана на следующих допущениях. Товар производится при постоянной отдаче от масштаба в совершенно конкурентной отрасли. Обозначаем через с издержки производства в расчете на единицу продукции, Х(р) - функцию спроса (Р - цена, а X - совокупный выпуск).

При существующей технологии, которая свободно доступна всем предприятиям отрасли, каждая единица выпущенной продукции сопровождается выделением загрязнения на уровне а. Имеется одна фирма-инноватор, которая инвестирует в создание новой более экологически чистой технологии. Инновация не приводит к изменению затрат на производство единицы продукции с, однако сокращает вредные выбросы до уровня Издержки создания

новой технологии составляют С(Ь). Фирма-инноватор получает патент, а имитация не допускается. Патентообладатель может либо лицензировать новую технологию, установив лицензионной платеж, либо непосредственно заняться производством. В последнем случае на отраслевом рынке устанавливается конкуренция по Бертрану, и инноватор применяет сдерживающие цены.

Исследовано рыночное равновесие после появления инновации. Доказано, что как при лицензировании новой технологии, так и при вовлечении фир-мы-инноватора в производство его доход составляет где

I - налог в расчете на единицу загрязнения. Если государство выпускает N продаваемых разрешений на загрязнение, доход инноватора составляет

Ур ——. Общественное благосостояние записывается сле-

дующим образом

где - денежная величина общественного ущерба, связанного с выбро-

сом загрязнений Сначала рассмотрена ситуация, когда государство может быстро реагировать на инновации, корректируя ставку налога или количество разрешений после появления инновации и после того, как новая технология разработана, при данном может выбрать общественно оптимальный уровень производства. Условие первого порядка существования максимума имеет вид

Согласно условию (2), оптимальный объем выпуска продукции определяется ценой, равной сумме предельных издержек производства и предельного ущерба окружающей среде. Уравнение (2) в неявном виде определяет функцию

которая для каждого фиксированного уровня Ъ дает общественно оптимальный уровень выпуска. При разрешениях на загрязнение это соответствует

N =ЬХ*{Ь),а при налоге на загрязнение / =— аО'[ьХ (б)]. Доход инноватора

в обоих случаях составляет

так что если государство корректирует I и N после появления инновации, инструменты регулирования эквивалентны.

Далее изучена ситуация, когда государство придерживается определенной экономической политики регулирования процессов загрязнения окружающей среды и не корректирует ставку налога и количество разрешений на загрязнение после разработки новой технологии. Это означает, что прежде чем фирма-инноватор инвестирует капитал С и развивает новую технологию, государство либо устанавливает ставку налога на единицу выбросов, либо выпускает N продаваемых разрешений на загрязнение. Принципиальное отличие рассматриваемой ситуации от предыдущей состоит в том, что в данном случае фирма-инноватор рассматривает t или N как заданные при выборе уровня инвестиций в создание новой технологии. А именно, при налоге на загрязнение инноватор максимизирует функцию п = - С(Ь), считая налог t заданным, что приводит к следующему условию первого порядка

/Х(с + й/) + С'(Ь) = 0

(3)

При разрешениях на загрязнения целевая функция инноватора принимает вид а соответствующее условие первого порядка с учетом того, что N задано, записывается в форме

МР{Ы/Ь)-с | N а-Ь

Р(Ы/Ь)- с + — Р'{Ы/Ь) Ь

+ с'(б)=о (4)

Обозначим через X заданный уровень постинновационного выпуска и предположим, что ставка налога и количество разрешений на загрязнение устанавливаются таким образом, чтобы привести к выпуску в постинновационном равновесии. Уравнения (3) и (4) принимают соответственно вид

Уравнения (5) и (6) показывают, что при одинаковом уровне постинновационного выпуска налоги и разрешения на загрязнение приводят к инновациям разной эффективности. И обратно, если инструменты регулирования установлены таким образом, что они приводят к одинаковому инвестированию в создание

новой технологии, постинновационные выпуски будут различны. Это определяет неэквивалентность налогов и разрешений на загрязнения в случае, если государство не корректирует их после инновации. В диссертации доказано, что причиной этой неэквивалентности является зависимость степени снижения вредных выбросов Ъ, достигаемой при инновации, от уровня инвестиций в создание новой технологии С.

В диссертации проведен сравнительно-статический анализ инструментов регулирования загрязнения. Выяснено, при каких условиях увеличение ставки налога I приводит к увеличению инвестиций в разработку новой технологии, и соответственно к снижению Ь. Функция ¿г(Х)= х[р(х)— с] предполагается строго вогнутой (это предположение гарантирует, что монопольный выпуск, не облагаемый налогом, является единственным решением уравнения

Доказано, что увеличение ставки налога приводит к увеличению инвестирования в инновации в равновесии тогда и только тогда, когда конкурентный выпуск отрасли выше монопольного выпуска, не облагаемого налогом, т.е. При этом условии инвестиции в создание новой технологии выше при налоге на загрязнение, чем при разрешениях на загрязнение, приводящих к одинаковому постинновационному выпуску. Однако, если ставка налога на загрязнение так высока, что конкурентный выпуск отрасли становится ниже монопольного, не облагаемого налогом, дальнейшее увеличение ставки налога на загрязнение сокращает инвестиции в инновации. В этом случае разрешения на загрязнение являются более эффективным средством стимулирования инноваций. При оба инструмента регулирования загрязнения приводят к одинаковому равновесному инвестированию в создание новой технологии.

На рис. 1 в плоскости показаны кривые, соответствующие услови-

ям для фирмы-инноватора первого порядка при налогах и разрешениях на загрязнение (5), (6). Поскольку С'(а) = 0, кривая ТТ пересекает вертикальную прямую 3 = а при X = 0 и при Р(х) - с = 0. Кривая ТТ возрастает при X > Xм и убывает при Х<Х^. Минимальный уровень Ь (соответствующий максимальному инвестированию в создание новой технологии), достигается при X = ХМ. Кривая РР также пересекает вертикальную прямую Ь =а в точке Х = 0 и при Р(х)-с = 0. РР пересекает кривую ТТ при Х = Х^и достигает минимального уровня Из анализа рис. 1 следует, что мак-

симальное инвестирование в инновации, которое может быть достигнуто при разрешениях на загрязнение, превосходит максимальное инвестирование в инновации при налоге, т.е.

Рассмотрим классификацию инструментов регулирования загрязнения окружающей среды с точки зрения максимизации общественного благосостояния и определим общественный оптимум, который достигается, когда государство эффективно контролирует и выпуск X, и инвестиции в разработку новой технологии С (а следовательно, и Ь). Условиями максимума

Рис. 1. Постинновационное равновесие при налогах на загрязнение (ТТ) и разрешениях на загрязнение (РР)

Ж(Ь, X) первого порядка являются = 0 (уравнение (2)) и

согласно которому в пределе затраты на создание новой технологии должны быть равны сокращению ущерба окружающей среде. Из уравнений (2) и (7) получаем

хР^Ы + сЧр)=0. (8)

ь

Сравнивая (8) с преобразованным уравнением (6)

и уравнением (5), приходим к выводу, что для заданного X значение Ь, удовлетворяющее (8), меньше Ь, являющегося решением (5) и (9), т.е. и при налоге

на загрязнение, и при разрешениях на загрязнение всегда имеет место недоин-вестирование в инновации по сравнению с общественным оптимумом. В диссертации выяснены условия предпочтительности каждого из инструментов регулирования загрязнения с точки зрения общественного благосостояния. Основной результат состоит в том, что налоги на загрязнение предпочтительнее разрешений, если экономические ущербы от загрязнения достаточно низки, в то время как разрешения на загрязнение предпочтительнее при высоких общественных ущербах от выбросов. Достаточным условием предпочтительности налога как инструмента регулирования является то, что монопольный выпуск, не облагаемый налогом, ниже общественно оптимального уровня выпуска при до-инновационной технологии. Иначе говоря, налоги на выбросы предпочтительнее, если корректировка экстерналий, связанных с загрязнением окружающей среды, не требует очень большого сокращения выпуска продукции, в то время как разрешения на выбросы являются более эффективным средством регулирования, если отрицательные экстерналий производства настолько велики, что, даже учитывая переход к новым более чистым технологиям, выпуск продукции должен быть существенно сокращен для их корректировки.

В третьей главе «Оптимальные ставки налога на загрязнение и эндогенный технологический прогресс» рассматриваются проблемы определения оптимального налога на загрязнение при наличии конкуренции в научно-исследовательском и производственном секторах с учетом возможности легальной имитации запатентованной новой технологии производственными фирмами при линейной и нелинейной функциях, описывающих зависимость ущербов окружающей среде от объема производства.

Согласно общепринятым представлениям экономики природопользования, общественно оптимальным уровнем загрязнения окружающей среды является уровень загрязнения, соответствующий точке пересечения кривой чистой предельной частной выгоды от производства данного товара, сопровождающегося выбросом загрязнений Е, и кривой предельных внешних ущербов от загрязнения - рис. 2. В условиях конкуренции и нулевой интернализации издержек загрязнения окружающей среды уровень производства частного сектора будет соответствовать параметрам точки, в которой частные предельные издержки производства равны частной предельной выгоде (£())• Эффективное

решение может быть достигнуто введением налога на загрязнение, равного или выпуском соответствующего количества продаваемых разрешений на загрязнение. Потенциальный эффект общественного благосостояния, получаемый за счет такой политики, представляет собой заштрихованный треугольник на рис. 2. Однако этот анализ предполагает, что состояние технологии задается экзогенно. В действительности технологический прогресс является эндогенным фактором, и новая производственная технология, устраняющая часть выбросов

и уменьшающая издержки сокращения выбросов, приводит к сдвигу вниз кривой предельных ущербов окружающей среде на рис. 2 В такой ситуации возникает ряд проблем, связанных с определением оптимальной ставки налога на загрязнение при условии, что уровень инновации, позволяющей снизить издержки сокращения вредных выбросов, является эндогенным параметром. Кроме того, представляет интерес сравнительный анализ инструментов регулирования загрязнения как с точки зрения влияния на общественное благосостояние, так и с точки зрения стимулирования экологических инноваций

Рис. 2. Оптимальный налог на загрязнение при конкуренции в производственном секторе и экзогенной технологии

Предложена следующая модель конкурентного производства и научно-исследовательского сектора. Объем производства продукции описывается функцией b{q), где д - количество производственных фирм. Ущерб от вредных выбросов сначала описывается линейной функцией Предполагаем, что ин-тернализация издержек, связанных с загрязнением окружающей среды, места не имеет, так что при отсутствии регулирования загрязнения фирмы входят в рынок, пока b'(q)>0. Исследовательские фирмы каждая разрабатывает один проект, направленный на изобретение технологии, позволяющей предотвратить

выброс части ф загрязнений в окружающую среду и не влияющий на частные

издержки производства. Существует М научно-исследовательских фирм;

- вероятность изобретения новой технологии, С(м) - функция затрат на

исследования. Исследовательская фирма, разработавшая новую более чистую

технологию, полтаяет патент. Ожидаемая вероятность получения фирмой па-я\№) тт

тента составляет —2—На производственные фирмы накладывается налог I на М

единицу вредных выбросов. Патентообладатель назначает лицензионный платеж <¡>1 и получает доход $ Количество исследовательских фирм поэтому определяется соотношением

(10)

м

которое показывает, что ожидаемый доход в расчете на фирму равен предельным затратам на вхождение в отрасль. Поскольку производственные фирмы платят государству в случае отсутствия инноваций, а в случае появления новой технологии государству и патентообладателю, количество

производственных фирм составляет Ь'(д{ф = 1. Оптимальная ставка налога определяется условием

шахф - л(м)}{Ь(д)-и>9}+О - ф^д}-ф)}, (11)

Решая задачу (11), получае

(12)

где

а 0 < в < 1. Поэтому оптимальная ставка налога есть взвешенная средняя от:

1. (1 - фя)ю < и', т.е. оптимальной ставки налога при = 0 (0 = 1). Из-

за монопольной цены патентообладателя, распространение инновации субоптимально в случае ее появления. При уменьшении ставки налога ниже w (предельного ущерба окружающей среде) лицензионный платеж уменьшается, что приводит к большему распространению инновации (ценой дополнительных выбросов в случае отсутствия новой технологии). Поэтому оптимальная ставка налога соответствует точке, в которой ожидаемая предельная чистая потеря от избыточных выбросов при отсутствии новой технологии равна

ожидаемой предельной чистой потере от субоптимальных выбросов при наличии новой технологии (см. рис. 3);

2. л^мУя^Ум}'1 ц><м, т.е. оптимальной ставки налога при = О

(0 = 0). Ставка налога ниже предельного ущерба окружающей среде, поскольку эластичность я'(М)М/я(М) < 1.

Итак, ставка налога на загрязнение (12), рассчитанная с учетом эндоген-ности уровня инноваций, ниже традиционно определяемой ставки налога соответствующей равенству чистой предельной частной выгоды предельным внешним экономическим ущербам от загрязнения (рис. 2).

Если существуют пороговые значения уровня загрязнений, при достижении которых экосистемам могут быть нанесены значительные ущербы, то нелинейная функция, описывающая ущерб окружающей среде, более адекватна. Был проведен анализ оптимальной ставки налога при следующих квадратичных зависимостях ущербов от уровня производства: и^2 ¡2 (при старой технологии)

и ^Ю-^)?]2 А (при более чистой технологии). В этом случае оптимальная ставка налога на загрязнение, определяется выражением

а определяется соотношением (13). В этом случае оптимальная ставка налога представляет собой взвешенное среднее от:

1. [я(1 - ф)2 + (1 - < щ, оптимальной ставки налога при = 0

.Вновь эта оптимальная ставка соответствует точке, в которой ожидаемая предельная чистая потеря от избыточных выбросов в случае отсутствия инновации (1 — Я^д1 -/) равна ожидаемой чистой потере от субоптимальных выбросов при наличии новой технологии

2. к '{м\я(м)/М Г' ^ - ' оптимальной ставке налога при ^ = 0

В этом случае ставка налога, равная предельному внешнему ущербу, неприемлема, поскольку при Ь = щ доход патентообладателя превышает общественную выгоду от инновации (предельная выгода патентообладателя от лицензирования постоянна, а общественная предельная выгода убывает в силу нелинейности функции ущерба окружающей среде). Таким об-

разом, в этом случае оптимальная ставка налога также ниже ставки ( , соответствующей предельным внешним ущербам от загрязнения (рис. 2).

-->»-

/л количество производ-

ственных фирм

Рис. 3. Оптимальный налог на загрязнение при монопольной власти патентообладателя

Рассмотрена проблема выбора оптимальной ставки налога на загрязнение с учетом возможной легальной имитации инновации производственными фирмами. Имитация ограничивает монопольную власть патентообладателя и, следовательно, его способность присваивать полный общественный выигрыш от инновации. Предполагаем, что имитация, позволяя получить технологию хуже оригинальной запатентованной, снижает выбросы на ¡лф, 0 < Ц < 1. Количество производственных фирм при отсутствии инновации и при появлении новой технологии определяется соответственно выражением и

Ь'(д2 ) = (1 - мФУ- Доход патентообладателя при этом составляет (] - • Оптимальная ставка налога в этом случае определяется выражением

где

(16)

Оптимальная ставка налога представляет собой взвешенную среднюю от:

« йМ , .

1. I., оптимальной ставки налога при-= 0 (Я = 1). Эта ставка соответ-

4---------------------------------------- А

ствует точке, в которой ожидаемая предельная чистая потеря от избыточных выбросов при отсутствии новой технологии — равна ожидаемой предельной чистой потере от субоптимальных выбросов при наличии новой технологии поскольку монопольная власть патентообладателя исчезает, тогда как при

что совпадает с формулой при отсутствии имитации.

1.1,,, оптимальной ставки налога при-=-= 0 (Л = 0).. Множитель

м А А

в фигурных скобках есть отношение общественной выгоды от инновации к доходу патентообладателя при налоге м/. Числитель превосходит знаменатель на величину ~ представляющую выгоду по-

требителей. Поэтому в рассматриваемом случае, когда имитация инновации ограничивает способность патентообладателя присваивать себе полную общественную выгоду от более чистой технологии, оптимальная ставка налога может превышать соответствующую внешним предельным ущербам от загрязнения.

В диссертации проведен анализ проблемы оптимального налогообложения монополии при условии, что разработка инновации осуществляется самой монополией. Получено аналитическое выражение для оптимальной ставки налога на загрязнение и показано, что оптимальная ставка превышает ставку, соответствующую предельным внешним ущербам от загрязнения, как минимум

на величину отношения излишка потребителя (вследствие падения цены в ответ на более низкие предельные издержки производства) к сокращению налоговой ответственности монополии за счет снижения подлежащих налогообложению выбросов при внедрении новой технологии.

В четвертой главе «Сравнительный анализ налогов на загрязнение, разрешений на загрязнение и технологических стандартов на выбросы с точки зрения их влияния на экологические инновации» на основе предложенной модели конкурентного производственного и научно-исследовательского секторов сначала решена проблема оптимизации общественного благосостояния и в аналитическом виде получены степени сокращения загрязнения, объемы производства в каждом из секторов, а затем на основе децентрализованной модификации модели эффективность научно-исследовательского сектора при различных инструментах регулирования (налогах на загрязнение, разрешениях на загрязнения и технологических стандартов на выбросы) сравнивается с общественным оптимумом. Предложенная модель основана на следующих представлениях. Идентичные фирмы (число которых велико) производят товар X при постоянной отдаче от масштаба, кривая спроса (Х/(Р имеет постоянный наклон, затраты на производство единицы X равны с. Производство товара X сопровождается вредными выбросами; нормируем их так, что в расчете на фирму выбросы составляют - снижение

загрязнения в расчете на единицу X. Издержки сокращения вредных выбросов в расчете на единицу X для фирмы составляют яДе2/2, а >0. Выбросы отрасли составляют (1 - Де)Х. Ущерб внешней среде пропорционален полным выбросам. Имеется научно-исследовательский сектор, фирмы которого разрабатывают новую технологию. Если новая технология разработана и внедрена, она снижает издержки сокращения загрязнения до уровня

На практике, если фирмы существенно различаются производственными процессами и видами оборудования, единая технология сокращения выбросов может быть неприемлема для всех фирм. Для учета этого в модели определим в как часть выпуска, производимого с применением новой технологии. При некоторые производственные фирмы используют новую технологию, в то время как остальные продолжают использовать старую. Возможны две интерпретации случая 0 = 1: (1) все производственные фирмы используют новую технологию и (2) только часть фирм используют новую технологию, однако они вытесняют фирмы, имеющие более высокие издержки, из отрасли. Вероятность разработки новой технологии определяется квадратичной функцией

л{м) = рм\\-—м\,

где М - количество научно-исследовательских фирм. Полные затраты на научные исследования составляют кМ2 ¡2, к>0.

В диссертации доказано, что общественный выигрыш от внедрения новой технологии на уровне отрасли составляет при в < 1

гМе'йХ*

ДВ =-

(П)

2(1 -г) '

где X - общественно оптимальный выпуск отрасли при старой технологии. Если весь выпуск продукции может осуществляться с применением новой технологии, то

АВ =

г/гДе ЙХ

2(1 -г) \1+2(1-42-^)1'

гАе ц

(18)

где

х*

эластичность спроса на X по скрытой цене ущербов окружающей среде, вычисленная при X , а 5 - общественные ущербы в расчете на фирму. Общественно оптимальный объем научных исследований М и соответствующая прибыль научно-исследовательского сектора определяются выражениями

М'=-

-^-ДГ"; ^»дв'к "Г (19)

Р2АВ* 2] ' У 1 \ р2А5*]

0{02АВ

Установлено, что если в качестве инструмента регулирования загрязнения используются налоги, то максимальный лицензионный платеж, устанавли ваемый патентообладателем, составляет

Ме* {\-/ж)

2 (1-И1-г)'

(20)

С использованием выражения (20) в диссертации в зависимости от в выведены выражения для максимального дохода патентообладателя F'. Равновесный

объем научных исследований определяется соотношением

Сравнение выражений (21) и (19) показывает, что объем научных исследований (21) может быть выше или ниже объема, соответствующего общественному оптимуму. Это определяется тем, доминируют ли эффект имитации инновации (снижающий способность патентообладателя присваивать себе полную общественную выгоду от инновации) или экстерналии, связанные с конкуренцией за патентную ренту (кривая средней вероятности получения патента лежит выше кривой предельной вероятности и это создает

общественно избыточный объем научных исследований при

В диссертации проведены численные расчеты эффективности инноваций (прибыли научно-исследовательского сектора и равновесного объема научных исследований, отнесенных к соответствующим общественно оптимальным величинам) в широких интервалах практически реальных параметров модели (табл. 1). Рассмотрены три сценария потенциального пропорционального сокращения издержек, связанных с сокращением загрязнения внешней среды при инновации: г =0,01; 0,1, 0,4. Эти значения охватывают широкий интервал инновационных воздействий на отрицательные экстерналии: от очень малых сокращений вредных выбросов до очень больших. Базовому случаю соответствуют значения Основной результат, следующий из табл. 1, состоит в том, что имитация сама по себе не означает большую неэффективность рынка экологических инноваций. В базовом случае, когда частный выигрыш от инновации составляет 50% от общественного выигрыша, прибыльность инноваций составляет 92-98% от общественного оптимума для инноваций, сокращающих издержки снижения загрязнения до 40%. В некоторых случаях (когда числа в правой части табл. 1 превосходят единицу), эффект экстерналии, связанный с конкуренцией за патентную ренту, доминирует, и объем научно-исследовательских разработок превосходит общественно оптимальный объем. В предельном случае, соответствующем отсутствию имитации (// = 0)это превышение составляет 26%. Однако, если имитационный эффект существенен, неэффективность на рынке инноваций может быть значительной. Например, когда частный выигрыш от инновации составляет 25% от общественного оптимума прибыль научно-исследовательского сектора падает до 63-79% общественного оптимума.

Изменение параметра характеризующего эффект имитации, приводит к изменению прибыльности инноваций при налоге на загрязнение, однако общественный оптимум при этом не меняется. Напротив, изменение других параметров влияет на прибыльность инноваций как при налоге на загрязнение, так и

в оптимуме первого порядка, причем приблизительно в одинаковой пропорции. Поэтому относительная прибыльность инноваций чувствительна к изменениям параметров модели, кроме ц. В последней строке табл. 1 рассмотрен случай, когда все фирмы могут внедрить новую технологию (# = 1), а эластичность Г] принимает значения

Таблица 1

Характеристики научно-исследовательского сектора при налоге на загрязнение

Параметры Прибыль научно- Объем научно исследо-

исследовательского сек- вательских работ, отне-

тора, отнесенная к прибыли, соответствующей сенный к объему, соответствующему общест-

общественному оптимуму венному оптимуму

г 0,01 0,1 0,4 0,01 0,1 0,4

базовые значения параметров 0,92 0,94 0,98 0,72 0,75 0,87

0 0,93 0,93 0,93 1,26 1,26 1,26

И 0,25 1,00 1,00 0,95 1,01 1,03 1,09

0,75 0,63 0,66 0,79 0,39 0,42 0,54

ж(м') 0,35 0,83 0,85 0,92 0,59 0,61 0,72

0,9 1,00 1,00 0,97 1,03 1,06 1,18

АС* 0,05 0,92 0,94 0,98 0,72 0,75 0,87

0,5 0,92 0,94 0,98 0,72 0,75 0,87

0,1 0,92 0,94 0,98 0,72 0,72 0,87

в 1 0,92 0,920,94 0,900,98 0,72 0,75 0,850,87

Источник авторские расчеты

Видно, что прибыльность инноваций близка к общественному оптимуму, т.е. потери эффективности инноваций из-за эффекта монопольного ценообразования, связанного с распространением запатентованной технологии, не слишком существенны.

Исследована эффективность рынка инноваций при использовании в качестве регулирования загрязнения продаваемых разрешений на загрязнение. Если вредные выбросы ограничиваются количеством разрешений, каждая из X фирм получает разрешений на загрязнение. В случае отсутствия новой

технологии цена разрешений равна предельным внешним ущербам к. Если фирма внедряет новую технологию, ее предельные издержки сокращении за-

грязнения становятся равными (1-г)аДе. Поэтому частный оптимальный уровень сокращения загрязнения может превысить (при первоначальной цене разрешений). Это означает, что фирма будет иметь «свободные» разрешения, которые могут быть проданы другим фирмам. Частные издержки фирмы, лицензирующей новую технологию, составляют СРг =с + (\- г)а (Де2 )2 /2 + f -д2 (Де2 - Де*), где цг - цена разрешений. Такие фирмы сокращают выбросы в расчете на единицу продукции от до 1 - Де2 и поэтому получают доход д2 (Де2 - Де ) от продажи разрешений. Минимизируя получаем оптимальное частное сокращение загрязнений для фирм, использующих новую технологию, в виде Подставляя это выражение в С2 , получаем С2 = С + / + д2 {Де* - д2 /[2а0 ~ г)]|" Для фирм, продолжающих использовать старую технологию, частные издержки составляют Такие фирмы несколько повышают загрязнение в ответ на снижение цены разрешений на выбросы, и последнее слагаемое в этом выражении соответствует затратам этих фирм на дополнительные разрешения. Минимизируя С/>, получаем аАеС =?2., Условие равновесия на

рынке разрешений будет иметь вид

(1 - Де,* К=(1-М К Де." )(1 - Ф; •

(22)

Левая часть этого уравнения представляет предложение разрешений, фиксируемое государством. Правая часть (22) есть совокупный спрос на разрешения;

есть спрос на разрешения от каждой из фирм, использующих новую технологию, а есть спрос на разрешения от каждой из фирм, использующих старую технологию. Используя результаты проведенного анализа, получаем следующее выражение для цены разрешений

(т.е. д2 < Л). В диссертации доказано, что при фиксированном количестве разрешений на загрязнение снижение выбросов в расчете на фирму меньше постинновационного оптимума первого порядка. Это объясняется тем, что в рассматриваемой ситуации имеет место «избыточное предложение» разрешений; продажа свободных разрешений уменьшает их цену ниже к, и поэтому степень сокращения вредных выбросов оказывается ниже оптимального уровня.

Таблица 2

Характеристики научно-исследовательского сектора при продаваемых

разрешениях на загрязнение

Параметры Прибыль научно-исследовательского сектора, отнесенная к соответствующей прибыли при налоге на загрязнение Объем научно исследовательских работ, отнесенный к соответствующему объему при налоге на загрязнение

Г 0,01 0,1 0,4 0,01 0,1 0,4

базовые значения параметров 0,99 0,89 0,55 0,99 0,91 0,61

И 0 1,00 0,94 0,67 0,99 0,92 0,63

0,25 0,99 0,92 0,61 0,99 0,92 0,62

0,75 0,99 0,87 0,49 0,99 0,91 0,59

л{м'} 0,35 0,99 0,88 0,50 0,99 0,90 0,58

0,9 0,99 0,93 0,69 0,99 0,93 0,68

Ае1 0,05 0,99 0,89 0,55 0,99 0,91 0,61

0,5 0,99 0,89 0,55 0,99 0,91 0,61

9 0,1 1,00 0,98 0,89 1,00 0,98 0,90

1 1,00 0,940,99 0,630,93 1,00 0,920,99 0,630,91

Источник: авторские расчеты

В диссертации рассчитаны общественные издержки фирм, использующих старую и новую технологии, позволяющие вычислить общественную выгоду от распространения новой технологии, которая оказывается меньше общественной выгоды в оптимуме АВ* (17). Максимальная прибыль патентообладателя в рассматриваемом случае оказывается ниже, чем при налоге на загрязнение, и готовность фирм платить за новую технологию ниже, чем при налоге на выбросы. Результаты численных расчетов приведены в табл. 2. Все данные табл. 2 не превосходят единицу. Это означает, что МР И /?(м'>) при разрешениях на загрязнение в целом ниже, чем при налоге. Это объясняется тем, что падение цены разрешений ниже соответствующей предельным внешним ущербам приводит к субоптимальным сокращениям загрязнения и ослабляет стимулы для разработки инноваций. Однако различие между продаваемыми разрешениями и налогом на загрязнение как инструментами регулирования выбросов существенно только при значительных инновациях (сильно сокращающих загрязнение), когда цена разрешений на загрязнение сильно падает. Например, МР и при разрешениях на загрязнение составляют 87-100% от соответствующих величин при налоге на загрязнение при инновации, сокращающей издерж-

ки снижения выбросов на 10%. При инновации, сокращающей издержки снижения выбросов на 40%, прибыльность и объем научно-исследовательских разработок составляют 60-70% от соответствующих величин при налоге на загрязнение.

Таблица 3

Характеристики научно-исследовательского сектора при технологическом стандарте

Параметры Прибыль научно-исследовательского сектора, отнесенная к соответствующей прибыли при налоге на загрязнение Объем научно исследовательских работ, отнесенный к соответствующему объему при налоге на загрязнение

г 0,01 | 0,1 | 0,4 0,01 | 0,1 | 0,4

Фиксированный технологический стандарт

базовые значения параметров 0,98 0,82 0,38 0,98 0,87 0,53

0 0,99 0,85 0,45 0,99 0,92 0,67

0,25 0,98 0,84 0,43 0,99 0,90 0,60

0,75 0,98 0,78 0,31 0,98 0,84 0,45

л[м') 0,35 0,98 0,80 0,34 0,99 0,86 0,50

0,9 0,99 0,90 0,61 0,99 0,90 0,61

Ае! 0,05 0,98 0,82 0,38 0,99 0,87 0,53

0,5 0,98 0,82 0,38 0,99 0,87 0,53

в 0,1 0,98 0,81 0,38 0,99 0,82 0,53

1 0,98 0,82 0,38 0,99 0,87 0,53

Источник: авторские расчеты

Исследована эффективность технологического стандарта на выбросы как инструмента регулирования. Технологический стандарт ограничивает выбросы в расчете на фирму общественно эффективным уровнем I - Ае .В диссертации доказано, что технологический стандарт приводит к субоптимальным сокращениям загрязнения (по сравнению с общественным оптимумом) для фирм, использующих новую технологию. Выведены выражения для максимального лицензионного платежа и прибыли патентообладателя. Показано, что эффективность научно-исследовательского сектора ниже при технологическом стандарте, чем при налоге на загрязнения. В табл. 3 показаны результаты численных расчетов. Из табл. 3 видно, что при технологическом стандарте объем и прибыльность научно-исследовательских разработок могут быть существенно ниже, чем при налоге на загрязнение. Результаты, однако, очень чувствительны к способности инновации сокращать издержки снижения вредных выбросов. Так, прибыльность и объем научно-исследовательских разработок при технологических стандартах на 15-20% ниже, чем при налоге на загрязнения, для иннова-

ции, сокращающей издержки снижения выбросов на 10%, а для инновации, сокращающей эти издержки на 40%, снижение М* и ] при технологическом стандарте на выбросы по сравнению с налогом на загрязнение составляет 40-70%.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Онищук Е.М. Моделирование влияния инструментов регулирования выбросов на разработку более экологически чистых технологий // Приложение к журналу «Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Общественные науки». 2002, № 1. -1,7 п л.

2. Онищук Е.М. Оптимальные ставки налога на загрязнение и эндогенный технологический прогресс // Приложение к журналу «Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Общественные науки». 2002, № 2. - 0,5 п.л.

3. Онищук Е.М. Оптимальная ставка налога на загрязнение при наличии имитации запатентованной технологии // Научные исследования: экономика и право. - Кисловодск: КИЭП, 2003, № 1. - 0,2 п.л.

4. Онищук Е.М. Оптимальное налогообложение монополии, разрабатывающей экологически чистую технологию // Современные научные исследования. -Кисловодск: КИЭП, 2004, № 1. - 0,2 пл.

5. Онищук Е.М. Общественно оптимальные уровни производства, сокращения загрязнений и объема научно-исследовательских разработок // Современные научные исследования. - Кисловодск: КИЭП, 2004, № 2. - 0,4 пл.

6. Наталуха И.А., Онищук Е.М. Децентрализованная модель рынка экологических инноваций при налоге на загрязнение // Современные научные исследования. - Кисловодск: КИЭП, 2004, № 3. - 0,4 п.л. (в т.ч. автора 0,2 п.л.).

7. Онищук Е.М. Эффективность рынка экологически чистых технологий при продаваемых разрешениях на загрязнение и технологическом стандарте на выбросы // Современные научные исследования. - Кисловодск: КИЭП, 2004, № 4. - 0,6 п.л.

8. Наталуха И.А., Онищук Е.М. Оптимальные ставки налога на загрязнение // Материалы Международного симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». - Кисловодск, 2005. -0,3 п.л. (в том числе автора 0,2 п.л.).

9. Наталуха И.А., Онищук Е.М. Моделирование влияния инструментов регулирования вредных выбросов на инвестиции в экологические инновации // Материалы Международного симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». - Кисловодск, 2005. -0,3 п.л. (в том числе автора 0,1 пл.).

Подписано в печать 18.04.04 г. Формат 60x84/16. Бумага типографская №1 Гарнитура Таймс. Усл. печ. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 542 Издательский центр Кисловодского института экономики и права Лицензия на полиграфическую деятельность ВРО 100558 Лицензия на издательскую деятельность ВРО 100559 357700, Кисловодск, ул. Розы Люксембург, 42

soso

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Онищук, Елена Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ВНЕШНИЕ ЭФФЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА. СПОСОБЫ КОРРЕКТИРОВКИ НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ РЫНКА

1.1. Отрицательные экстерналии и неэффективность рынка

1.2. Экономическое решение проблем внешних эффектов

1.3. Экономическое стимулирование снижения негативного воздействия производственных процессов на окружающую среду

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ

2.1. Математическая модель и условие эквивалентности налогов и разрешений на загрязнение

2.2. Неэквивалентность налогов и разрешений на загрязнение и условия равновесия для инноватора

2.3. Сравнительно-статический анализ инструментов регулирования загрязнения (классификация с точки зрения стимулирования инноваций)

2.4. Общественный оптимум первого порядка и классификация инструментов регулирования с точки зрения общественного благосостояния

ГЛАВА 3. ОПТИМАЛЬНЫЕ СТАВКИ НАЛОГА НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ЭНДОГЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

3.1. Оптимальные налоги на загрязнение при наличии конкуренции в научно-исследовательском и производственном секторах и линейной функции ущербов окружающей среде

3.2. Анализ оптимальной ставки налога при нелинейной функции, описывающей ущербы окружающей среде

3.3. Оптимальная ставка налога на загрязнение при наличии имитации запатентованной технологии

3.4. Оптимальное налогообложение монополии, разрабатывающей экологически чистую технологию

ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НАЛОГОВ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ, РАЗРЕШЕНИЙ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ НА ВЫБРОСЫ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ

4.1. Уровни производства, сокращения загрязнений и иннова-Т'г ционных технологий, максимизирующие общественное благосостояние

4.2. Децентрализованная модель рынка экологических инноваций при налоге на загрязнение

4.2.1. Математическая модель и основные теоретические результаты

4.2.2. Результаты численного анализа модели

4.3. Эффективность рынка экологически чистых технологий при продаваемых разрешениях на загрязнение у; 4.4. Фиксированный и корректируемый стандарт на выбросы как средство регулирования загрязнения

Диссертация: введение по экономике, на тему "Моделирование экономических механизмов государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые производственные технологии"

Актуальность темы исследования. Все виды хозяйственной деятельности обычно сопровождаются не только получением желаемых результатов, но и непреднамеренными (внешними) последствиями, как положительными, так и отрицательными. Отрицательные внешние эффекты (экстерналии) возникают тогда, когда деятельность одних экономических субъектов вызывает дополнительные издержки у других. При наличии отрицательных экстерна-лий рыночное равновесие не позволяет осуществить аллокацию ресурсов с высокой эффективностью, т.е. не позволяет максимизировать общественное благосостояние. Несмотря на логику теоремы Коуза, экономическим агентам редко удается самостоятельно решить вызванные отрицательными экстерна-лиями проблемы, а в случае экстерналий, состоящих в загрязнении участниками рынка окружающей среды, решение Коуза не применимо, если существует множество загрязнителей и множество пострадавших. Государство решает проблему внешних эффектов производственной деятельности либо командно-контрольными методами (область применения которых весьма ограничена), либо применением рыночно ориентированной политики, которая состоит во введении платы за загрязнение окружающей среды (экологического налога), развитии рынка разрешений на загрязнение или использовании стандарта на выбросы.

Достоверные количественные результаты, касающиеся оптимального налогообложения вредных выбросов хозяйствующих субъектов, а также выбора наиболее эффективного инструмента регулирования загрязнения в различных условиях, могут быть получены в рамках строгих экономико-математических моделей производственного сектора с учетом загрязнения окружающей среды и конкурентного научно-исследовательского сектора. Этим и определяется актуальность диссертационного исследования.

Степень изученности проблемы. Анализу экологических издержек хозяйственной деятельности, определению экономического ущерба от загрязнения окружающей среды и экономического оптимума загрязнения окружающей среды, а также экономической эффективности природоохранной деятельности посвящены труды отечественных ученых Бобылева С.Н., Герасимовича В.Н., Глухова В.В., Глушковой В.Г., Голуба А.А., Дудова А.С., Ли-сичкиной Т.В., Макара С.В., Минца А.А., Нестерова А.П., Нестерова П.М., Папенова К.В., Русина И.И., Ходжаева А.Ш. и др., также зарубежных ученых Бейтмана И., Вэриана X., Гулдера Л., Кроппера М., Отса У., Пирса Д., Робинсона Н., Скотта Э., Тайтенберга Т. и др.

Государственному механизму управления природопользованием, методам административного регулирования в области разработки экологических нормативов и стандартов и административно-контрольным механизмам управления снижением негативного воздействия производственных процессов на окружающую среду, а также системе налогообложения производственного сектора, связанной с загрязнением окружающей среды, посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Биглайзера Ж., Блэкмана А., Витта М.Б., Герасимовича В.Н., Голуба А.А., Гофмана К.Г., Гусева А.А., Дасгупты П., Джаффе А., Коуза Р., Петракиса Е., Пигу А., Скотта Э., Смита Ф., Солоу Р., Струковой Е.Б., Стэвинса Р., Тарнера К., Тихонова О.В., Ульфа Д., Фишера А.

Вместе с тем, недостаточно изучены вопросы влияния различных механизмов регулирования загрязнения окружающей среды (налогов на загрязнение, разрешений на загрязнение и технологических стандартов на выбросы) на общественное благосостояние и на стимулирование разработки экологически более чистых технологий. Решение этих проблем требует разработки адекватных экономико-математических моделей влияния регулирования загрязнения окружающей среды и на инвестиции в разработку инноваций, позволяющих снижать уровни загрязнения и издержки сокращения вредных выбросов, что и определило тему и постановку задач диссертационного исследования.

Предмет и объект исследования. Предметом диссертационного исследования являются процессы государственного регулирования загрязнения окружающей среды производственным сектором и стимулируемый ими инновационный процесс создания экологически чистых технологий научно-исследовательским сектором. Объектом исследования являются предприятия производственного и научно-исследовательского сектора.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования заключается в сравнительном анализе влияния инструментов регулирования загрязнения окружающей среды производственным сектором на инновации, способствующие сокращению издержек уменьшения вредных выбросов, а также на общественное благосостояние. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработка математических моделей влияния налоговых выплат за загрязнение окружающей среды, разрешений на загрязнение и стандартов на выбросы на общественное благосостояние и на стимулирование разработки экологически чистых технологий;

- выяснение условий эквивалентности налогов и разрешений на загрязнение; сравнительно-статический анализ инструментов регулирования загрязнения окружающей среды;

- моделирование прибылемаксимизирующего поведения фирмы-инноватора (лицензирование новой технологии или вовлечение в производство в условиях конкуренции Бертрана);

- определение уровней сокращения вредных выбросов, производства и объема экологических инноваций, соответствующих общественному оптимуму; расчет прибыли научно-исследовательского сектора при конкурентной децентрализованной модели при применении налогов на загрязнение, разрешений на загрязнение при наличии рынка разрешений и стандартов на выбросы;

- моделирование оптимальной ставки налога на загрязнение окружающей среды при условии, что эффективность инновации**, позволяющей снизить издержки сокращения вредных выбросов, является эндогенным параметром;

- определение оптимальной ставки налога на загрязнение при наличии конкуренции в научно-исследовательском и производственном секторах и линейной (нелинейной) функции, описывающей ущербы от вредных выбросов, в том числе с учетом возможности имитации*** запатентованной технологии;

- моделирование оптимального налогообложения монополиста, осуществляющего инновационную деятельность в области разработки экологически чистых технологий.

Теоретическая и эмпирическая база исследования. Диссертационное исследование основано на фундаментальных разработках отечественных и зарубежных ученых-экономистов по экономической теории общественного сектора, теории внешних эффектов и несостоятельности рынка, экономике благосостояния, теории фирмы, теории налогообложения, методам оптимизации. Информационно-документальной базой исследования являются законодательные акты РФ; решения и нормативные акты Правительства Российской Федерации, Министерства природных ресурсов Российский Федерации, Государственного комитета Российской Федерации по статистике и Патентного агентства РФ, регулирующие загрязнение окружающей среды субъектами рынка в процессе их производственной деятельности и обеспечивающие проведение государственной политики в области охраны прав патентообладателя, а также собственные расчеты автора.

Представленное диссертационное исследование выполнено в рамках п. 1.4 «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа

Под эффективностью инновации понимается величина снижения вредных выбросов в расчете на единицу продукции при инновации Имитация запатентованной технологии представляет собой создание производственными фирмами на основе информации о конечном продукте, полученном при запатентованной технологии, собственной технологии, как правило, уступающей запатентованной микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов . обоснования инвестиционных решений» и п. 1.6 «Математический анализ и моделирование процессов в финансовом секторе экономики .» паспорта специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики.

Методы исследования. В диссертации, в рамках системного подхода, использовались различные методы и приемы экономических исследований: математического моделирования, сравнительный, графический, оптимиза-^ ции, анализа дифференциальных уравнений, расчетно-конструктивный.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к моделированию и анализу влияния инструментов регулирования загрязнения внешней среды в процессе производственной деятельности на общественное благосостояние и на инновационную деятельность в области разработки экологически чистых технологий. Конкретное приращение научного знания характеризуется следующими положениями:

- предложена модель прибылемаксимизирующего поведения фирмы-инноватора в производственном секторе (лицензирование новой технологии,

Н: сокращающей выбросы, или вовлечение в производство в условиях конкуренции Бертрана), позволяющая провести сравнительный анализ инструментов регулирования (налогов на загрязнение и продаваемых разрешений на загрязнение) с точки зрения стимулирования инноваций. Доказано, что инвестиции в создание новой технологии выше при налоге на загрязнение; однако, если ставка налога так высока, что конкурентный выпуск отрасли становится ниже монопольного, не облагаемого налогом, разрешения на загрязнения являются более эффективным средством стимулирования инноваций;

- выяснены условия предпочтительности налогов и разрешений на загрязнение с точки зрения общественного благосостояния. Доказано, что на

О логи предпочтительнее, если внешние ущербы от загрязнения не слишком высоки (достаточное условие предпочтительности налогов состоит в том, что монопольный выпуск, не облагаемый налогом, должен быть ниже общественно оптимального уровня выпуска при доинновационной технологии);

- предложены математические модели конкурентного производственного и научно-исследовательского сектора при условии, что уровень инновации является эндогенным параметром, позволяющие вычислять оптимальную ставку налога на загрязнения при различных функциях, описывающих ущербы внешней среде, с учетом возможной имитации запатентованной технологии;

- получены аналитические выражения для оптимальной ставки налога на загрязнение при линейной и нелинейной функции ущербов внешней среде и доказано, что при отсутствии имитации инновации оптимальная налоговая ставка ниже традиционно определяемой ставки, соответствующей равенству чистой предельной выгоды производства предельным внешним издержкам загрязнения. Установлено, что оптимальная налоговая ставка на загрязнение при имитации запатентованной технологии может превосходить традиционную ставку;

- рассчитана ставка налога на загрязнение, позволяющая оптимизировать налогообложение монополии, разрабатывающей собственную более чистую технологию. Доказано, что оптимальная налоговая ставка в этом случае выше соответствующей предельным внешним ущербам от загрязнения;

- построена двухсекторная модель конкурентного производственного и научно-исследовательского сектора, позволяющая в аналитическом виде вычислить максимизирующие общественное благосостояние объемы производства каждого из секторов, уровни сокращения загрязнения, общественную выгоду от инновации и прибыль научно-исследовательского сектора;

- проведено количественное сравнение инструментов регулирования загрязнения (налогов, разрешений на загрязнение и технологического стандарта) с точки зрения стимулирования инноваций и прибыльности научно-исследовательского сектора в широких интервалах параметров модели: эффективности инновации, качества имитации инновации, доли выпуска продукции отраслью с использованием новой технологии, предельных ущербов внешней среде, издержек сокращения выбросов и др. Установлено, что налоги на загрязнение имеют существенное преимущество перед другими инструментами ре1упирования только в случае крупных инноваций, а имитация не предполагает с необходимостью значительную неэффективность рынка инноваций.

Практическая значимость исследования. Практическая значимость исследования определяется тем, что разработанные в диссертации модели, методы и алгоритмы ориентированы на решение тактических и стратегических задач при осуществлении регулирующими органами деятельности, связанной со снижением вредных производственных выбросов и стимулированием разработки более чистых технологий. Разработанные в диссертационном исследовании модели • конкурентного производственного и научно-исследовательского секторов при условии, что уровень инновации является эндогенной переменной, позволяет определять оптимальную ставку налога на выбросы предприятий при различных функциях, описывающих ущербы внешней среде; рассчитывать оптимальную налоговую ставку с учетом имитации запатентованной технологии производственными фирмами; оптимизировать налогообложение монополии, разрабатывающей собственную более чистую технологию. Проведенные количественные расчёты эффективности различных инструментов регулирования загрязнения (налогов на загрязнение, продаваемых разрешений на загрязнение и технологического стандарта) позволяют в зависимости от конкретных параметров производственного и научно-исследовательского секторов выбирать наиболее эффективный инструмент регулирования загрязнения с точки зрения максимизации общественного благосостояния и/или стимулирования разработки инноваций.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором на V и VI Всероссийских симпозиумах «Математическое моделирование и компьютерные технологии», (г. Кисловодск, 2002, 2004), Международном симпозиуме

Математическое моделирование и компьютерные технологии» (г. Кисловодск, 2005), региональных научных семинарах «Методология системных исследований в гуманитарных отраслях науки» (г. Волгоград, г. Кисловодск, г. Нальчик, 2002-2004 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Механизмы эффективного управления в рыночной экономике» (г. Кисловодск, 2004).

Публикации. Основные результаты исследования отражены в опубликованных автором 9 печатных работах объемом 4,1 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Текст диссертации изложен на 141 странице, включает 3 таблицы, 12 рисунков. Список использованной литературы содержит 167 источников.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Онищук, Елена Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации сравнивается влияние налогов на загрязнения и разрешений на загрязнения на разработку более экологически чистых технологий. В рамках частичного равновесия предложена простая модель, в которой продукт производится в условиях совершенной конкуренции при технологии с постоянной отдачей от масштаба, сопровождающейся загрязнением окружающей среды. Имеется фирма-инноватор, которая инвестирует в создание новой более экологически чистой технологии. Инновация затем лицензируется производственным фирмам. Предполагается, что степень сокращения загрязнений зависит от объема инвестиций в создание новой технологии.

Показано, что при отсутствии технологической инновации налоги и разрешения на загрязнения полностью эквивалентны. Оба инструмента регулирования вредных выбросов выполняют две функции: сокращают загрязнение и стимулируют инвестиции в разработку более экологически чистой технологии. представляет интерес выяснить, какой инструмент приводит к большим стимулам для разработки инноваций. Показано, что ни один из инструментов регулирования загрязнения достичь общественного оптимума первого порядка. Далее выясняется, какой из инструментов эффективнее.

Если государство корректирует уровень налогов и разрешений на загрязнения сразу после появления экологически более чистой технологии, налоги и разрешения на загрязнения полностью эквивалентны. Если же государство придерживается определенной политики регулирования, налоги на загрязнения оказываются более эффективным средством стимулирования инвестиций в инновации, чем разрешения на загрязнения. Однако, если ставка налога так высока, что конкурентный выпуск ниже монопольного выпуска при нулевой ставке налога, увеличение налога на загрязнения сокращает инвестиции в создание новой экологически чистой технологии. В этом случае разрешения на загрязнения являются более эффективным средством стимулирования инноваций.

Поставлена также задача классификации налогов и разрешений с точки зрения общественного благосостояния; эта классификация может не совпадать с таковой с точки зрения стимулирования инноваций. Определены условия, при которых налоги или разрешения на загрязнения более эффективны с позиции общественного благосостояния. Основной результат состоит в том, что налоги на загрязнения предпочтительнее разрешений, если общественные издержки загрязнений достаточно низки, в то время как разрешения на загрязнения предпочтительнее при высоких общественных издержках загрязнения. Достаточным условием предпочтительности налогов является то, что монопольный выпуск при нулевой ставке налога ниже общественно оптимального уровня выпуска при доинновационной технологии.

Согласно общепринятым представлениям экономики природопользования, общественно оптимальным уровнем загрязнения окружающей среды является уровень загрязнения, соответствующий точке пересечения стоимость предельного продукта производства и предельных внешних издержек от загрязнения (предельных ущербов окружающей среде). В условиях конкуренции и нулевой интернационализации издержек загрязнения окружающей среды частный производственный сектор будет производить при количестве загрязнений, при котором стоимость предельного продукта равна нулю. Па-рето-эффективное решение может быть достигнуто введением налога на загрязнения или выпуском продаваемых разрешений на загрязнения. Однако этот анализ предполагает, что состояние технологии задается экзогенно. Если технологический прогресс является эндогенным фактором, то новая производственная технология, устраняющая часть выбросов загрязнений (например, газоочиститель диоксида серы, каталитический конвертор или новый процесс разложения химических загрязнений на нетоксичные компоненты), приводит к сдвигу вниз кривой предельных ущербов окружающей среде.

В диссертации рассмотрены проблемы определения оптимального налога на загрязнения при условии, что уровень инновации является эндогенным параметром. Представлена модель, в которой предполагается, что в выпуске продукции каждой из производственных фирм содержится единица загрязнений, а конкурирующие научно-исследовательские фирмы каждая разрабатывают один проект, направленный на разработку технологии, устраняющей часть, загрязнений без изменения частных производственных издержек. Предполагается, что разработавшая новую технологию исследовательская фирма получает патент, создающий монопольную власть. Вероятность разработки более чистой технологии зависит от количества разрабатываемых проектов. Производственные фирмы облагаются налогом на вредные выбросы, и поэтому заинтересованы в лицензировании патентованной технологии, снижающей объем вредных выбросов. При линейной функции, описывающей ущерб от загрязнения (ущерб от вредных выбросов является линейной функцией количества производственных фирм), оптимальная налоговая ставка ниже ставки, соответствующей уровню загрязнений, по двум причинам: во-первых, предложение инноваций неэластично по количеству исследовательских фирм, а во-вторых, из-за монопольного установления цены фирмой-обладателем патента распространение новой технологии ниже общественно эффективного уровня. Снижение налоговой ставки приводит к снижению лицензионного платежа и ускоряет распространение инновации.

Рассматривается оптимальная налоговая ставка на загрязнения в случае, когда функция, описывающая ущерб от загрязнения, является нелинейной (выпуклой). В этом случае оптимальная налоговая ставка также ниже ставки, соответствующей предельным внешним издержкам. Прибыль обладателя патента в этом случае превосходит общественную выгоду от инновации при ставке налога, соответствующей оптимальному уровню загрязнений тем самым, приводя к избыточному уровню инвестиций в инновации. Это в основном имеет место потому, что предельная прибыль обладателя патента от лицензирования постоянна, в то время как предельный общественный выигрыш убывает.

Предложенная модель распространена на ситуацию, когда производственные фирмы используют собственную, хотя и несовершенную, имитацию патентованной технологии/'если лицензионный платеж за оригинальную технологию слишком высок. Это ограничивает монопольную власть владельца патента и соответственно возможность присвоения им полного общественного выигрыша от инновации. В этом случае налоговая ставка может превосходить ставку, соответствующую предельному уровню загрязнений, если совокупный эффект монопольного владения патентом и эластичности предложения инноваций превосходит компенсацию, связанную с ограниченной возможностью обладателя патента присвоения выигрыша от инноваций.

Определена оптимальная налоговая ставка на загрязнения монополиста в условиях, когда он разрабатывает собственную экологически чистую технологию. Внедрение новой технологии сокращает частные издержки монополиста и общественные предельные издержки производства, так что оптимальная налоговая ставка в этом случае может превосходить налоговую ставку, соответствующую предельному уровню загрязнений, особенно при линейной функции ущерба от загрязнений. Эффект, связанный с эластичностью предложения инноваций, в этом случае отсутствует; кроме того, монополисту не удается присвоить полный общественный излишек от инновации (выигрыш потребителя благодаря снижению цены в ответ на более низкие предельные производственные издержки).

В диссертации выяснено, при каких условиях может иметь место значительный эффект от экологических инноваций при использовании налога на загрязнения по сравнению с другими инструментами регулирования вредных выбросов. Сначала выведены уровни сокращения вредных выбросов, производства и объема экологических научно-исследовательских разработок, максимизирующих общественное благосостояние. Далее прибыль научно-исследовательского сектора рассчитана для конкурентной децентрализованной версии модели при условии применения таких инструментов регулирования, как налоги на загрязнение, продаваемые разрешения на загрязнения и стандарты на выбросы. В широком интервале значений параметров модели представлены численные расчеты прибыли, получаемой научноисследовательским сектором при каждом инструменте регулирования, по сравнению с прибылью, получаемой при общественном оптимуме первого порядка.

Выяснено, что прибыль научно-исследовательского сектора не обязательно значительно ниже при разрешениях на загрязнения, чем при налоге на загрязнения, при условии, что регулирование соответствует оптимальному доинновационному уровню. Прибыльность научно-исследовательского сектора при различных инструментах регулирования существенно зависит от эффективности инновации, т.е. от того, насколько инновация способна сократить издержки на уменьшение вредных выбросов. Это, в свою очередь, определяет цену разрешений на загрязнения. Например, прибыльность экологических научно-исследовательских разработок при использовании в качестве политики регулирования разрешений на загрязнения может составлять около 90 % от соответствующей прибыльности при налогах на загрязнения при условии, что инновация сокращает издержки на уменьшения вредных выбросов на 40 %, прибыльность научно-исследовательского сектора при разрешениях на загрязнения составляет 60-70 % от соответствующей прибыльности при налоге на загрязнения. Относительное различие между стандартом на выбросы и налогах на загрязнения несколько больше, и оно также существенно зависит от эффективности инновации. Более того, различия между инструментами регулирование исчезает, если они корректируются к постинновационному оптимальному уровню.

Показано, что присутствие эффекта имитации инновации само по себе с необходимостью не предполагает существенную неэффективность рынка инноваций. Например, если частный выигрыш от инновации составляет 50 % от общественного выигрыша, прибыльность научно-исследовательского сектора при налоге на загрязнения составляет по крайней мере 90 % оптимума первого порядка. Это объясняется эффектом экстерналий, связанным с конкуренцией за патентную ренту: фирмы входят в научно-исследовательский рынок до тех пор, пока средняя прибыль в расчете на фирму, а не предельная прибыль, равна предельный издержкам. Однако, когда имитационный эффект существенен, неэффективность на рынке экологических инноваций может быть более значительной. Так, если частный выигрыш от инновации составляет 25 % от общественного выигрыша, прибыльность экологических инноваций при налоге на загрязнения падает до 60-70 % от соответствующего оптимума первого порядка.