Моделирование и оптимизация инструментов регулирования вредных производственных выбросов тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Моделирование и оптимизация инструментов регулирования вредных производственных выбросов"

На правах рукописи

4839950

Айдинова Диана Хаджи-Муратовна

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВЫБРОСОВ

08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

о з ['.;др 2011

Кисловодск - 2011

4839950

Диссертация выполнена в НОУ ВПО «Кисловодский институт экономики и права»

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор

Курдюков Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Хубяев Георгий Николаевич

кандидат экономических наук, доцент Наталуха Инна Геннадиевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Северо-Кавказский

государственный технический университет» филиал в г. Пятигорске

Защита состоится 12 марта 2011 года в 13 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 521.002.01 по экономическим наукам при НОУ ВПО «Кисловодский институт экономики и права» (357700, г. Кисловодск, ул. Р. Люксембург, 42).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НОУ ВПО «Кисловодский институт экономики и права»

Автореферат разослан 10 февраля 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета ~ Бостанова А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Экологические проблемы занимают все более важное место в системе мировых приоритетов. В качестве главного виновника экологической деградации часто называют экономику. Первостепенное значение для разрешения противоречий между экономикой и природой имеет формирование устойчивого типа экономического развития. Главной причиной критической экологической ситуации является сложившийся техногенный, природоразрушающий тип. И без формирования устойчивого, экологосбаланеированного тина экономического развития невозможно решать стоящие перед страной социально-экономические задачи. В условиях перехода к рыночной экономике возникает и целый ряд новых, слабо изученных эколого-экономичсских проблем. Среди них проблемы сочетания прямых и рыночных механизмов регулирования, эффективности и платности природопользования, создания системы стимулирования природоохранной деятельности.

Регулирование выбросов загрязняющих веществ играет ведущую роль в стимулировании разработки инновационных экологически чистых технологий. В последние несколько десятилетий ужесточение эколого-экономичесхой политики в развитых странах привело к формированию научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных технологий сокращения вредных выбросов.

Важной характеристикой научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных экологически чистых технологий, как всех отраслей, разрабатывающих новые технологии, является несовершенная конкуренция. Эффект экономии от масштаба (проявляющийся в снижении долговременных средних издержек производства на единиц)' продукции), высокие постоянные затраты в форме инвестиций в исследование, разработку и производство инновационных технологий, защита прав интеллектуальной собственности патентами - вот основные черты рыночной структуры научно-исследовательского сектора. В силу наличия рыночной власти в научно-исследовательской отрасли цена, которую должны платить загрязняющие окружающую среду предприятия производственной отрасли для очистки единицы выпуска продукции, превышает реальные экономические затраты сокращения выбросов загрязняющих веществ.

Достоверные количественные результаты, касающиеся выбора наиболее эффективного инструмента эколого-экономической политики в различных условиях, могут быть получены в рамках строгих экономико-математических моделей производственного сектора с учетом загрязнения окружающей среды и конкурентного научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные экологически чистые технологии. Этим и определяется актуальность диссертационного исследования.

Степень разработанности проблемы. Анализу взаимосвязи экономических л экологических проблем, определению показателей эффективности природопользования и охраны окружающей среды, анализу экологических издержек хозяйственной деятельности, а также определению экономического ущерба от загрязнения окружающей среды и экономического оптимума загрязнения окружающей среды посвящены труды отечественных ученых Бобылева С.Н.. Герасимовича В.Н., Глухоаа В.В.. Глушковой В.Г., Голуба A.A.. Дулова A.C., Лисичкиной "Г.В.. Макара C.B.. Минца A.A., Нестерова А.П.. Нестерова П.М.. Папенова К.В., Русина И.И., Тяглова

С.Г.. Ходжаева А.Ш. и др., также зарубежных ученых Бейтмана И., Вэриана X., Гул-дера Л., Кроппера М., Отса У., Пирса Д.. Робинсона Н., Скотта Э., Тайтенберга Т. и др.

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 принципам определения платы за пользование окружающей средой и за выбросы загрязняющих веществ посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Биглайзера Ж., Блэкмана А., Витта М.Б., Герасимовича В.Н.. Голуба A.A.. Гофмана К.Г., Гусева A.A.. Дасгупты П., Джаффе А.. Коуза Р.. Овчинниковой Н.В.. 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.

Проблемы взаимодействия экономического роста и окружающей среды, механизмы государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые технологии исследуются в работах Бобылева СЛ.. Бовенберга А., Гроссмана Ж.. Дорн-буша Р.. Коскела Е., Крюгера А.. Нордхауса У., Дугаева О.М., Перри Я.. Потерба Дж.. Реквсйта Т.. Сандмо А., Смалдерса С.. Скитер H.H., Стиглица Дж.. Тарновского С., Элайсона Л. и др.

Вместе с тем, недостаточно изучены проблемы оптимизации эколого-экономической политики при наличии совершенной и несовершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий. Важна проблема анализа эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов (продаваемых разрешений на загрязнение и налогообложения производственных предприятий) в оптимуме второго порядка. Решение этих проблем требует разработки адекватных экономико-математических моделей, что и определило тему и постановку задач диссертационного исследования.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются предприятия производственного сектора, допускающие загрязнение окружающей среды, и научно-исследовательского сектора, разрабатывающие инновационные технологии сокращения вредных выбросов. Предметом исследования являются процессы государственного регулирования загрязнения окружающей среды предприятиями производственного сектора.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования заключается в анализе эффективности и оптимизации инструментов государственного регулирования выбросов загрязняющих веществ. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработка экономико-математической модели регулирования вредных выбросов конкурентной производственной отрасли с использованием в качестве инструмента продаваемых разрешений на загрязнение:

- моделирование и анализ оптимальной политики сокращения вредных выбросов при наличии совершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий:

- анализ и оптимизация эколого-экономической политики при наличии рыночной власти в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем технологию сокращения вредных выбросов;

- сравнительны» анализ эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов (продаваемых разрешений на загрязнение и налогообложения производственных предприятий) в оптимуме второг о порядка;

- анализ влияния введения верхней границы цены продаваемых разрешений на выбросы на эффективность регулирования выбросов загрязняющих веществ.

Теоретическая п эмпирическая база исследования. Диссертационное исследование основано на фундаментальных разработках отечественных и зарубежных ученых-экономистов по региональной экономике, теории внешних эффектов и несостоятельности рынка, фискальному федерализм} , экономике благосостояния, теории фирмы, теории налогообложения, методам оптимизации.

Информационно-документальной базой исследования послужили статистические материалы Федеральной службы государственной статистики, законодательные акты Российской Федерации; решения и нормативные акты Правительства Российской Федерации и Министерства природных ресурсов РФ. регулирующие загрязнение окружающей среды субъектами рынка н процессе их производственной деятельности; материалы научно-практических конференций, публикации в периодической печати, тематические Интернет-ресурсы.

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, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений» 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: экономико-математического моделирования, теории динамической оптимизации, теории игр. теории полезности, анализа обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных, сравнительной статики, равновесия, графический, расчет но-конструктивныи.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии методологии математического моделирования и оптимизации инструментов эколо-го-экономичсской политики. В диссертации получены следующие результаты:

- разработана экономико-математическая модель регулирования выбросов загрязняющих веществ производственных предприятий, учитывающая наличие научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные технологии сокращения вредных выбросов, которая позволяет оптимизировать эколого-экономическую политику в зависимости от уровня вредных выбросов в окружающую среду в расчете на единицу продукции, совокупных отраслевых производственных затрат, ущерба окружающей среде, дол;: отраслевого использования инновационной экологически чистой технологии и издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ;

- доказано, методами оптимизации и теории игр. что если научно-исследовательский сектор, разрабатывающий инновационные экологически чистые технологии, является совершенно конкурентным, государство может достичь оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния, выпуская опти-

мальное количество разрешений на выбросы загрязняющих веществ или устанавливая ставку экологического налога на оптимальном уровне, что позволило вычислить максимизирующие национальное благосостояние объемы выпуска продукции производственного и научно-исследовательского секторов, долю объема продукции, полученной с использованием инновационной технологии, уровни сокращения загрязнения и общественную выгоду от внедрения экологически чистых производственных технологий;

- установлены зависимости между степенью несовершенной конкуренции в научно-исследовательском секторе и характеристиками равновесия на рынке продаваемых разрешений на вредные выбросы, что позволяет рассчитать прибыль производственного сектора, равновесную цену разрешений на выбросы загрязняющих веществ, равновесный уровень устраненных объемов выбросов, величину лицензионного платежа за использование инновационной технологии сокращения выбросов и прибыль научно-исследовательского сектора в зависимости от доли объема продукции. производи,\юй с использованием экологически чистых технологий;

- выявлена, методами условной оптимизации, эффективность таких инструментов эколого-экономической политики, как продаваемые разрешения на выбросы и налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, в субоптимальных условиях (соответствующих наличию рыночной власти в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем инновационные технологии сокращения вредных выбросов), что позволяет оптимизировать инструменты, имеющихся у федеральных и региональных властей для достижения поставленных целей регулирования загрязнения окружающей среды;

- обоснована целесообразность введения госрегулятором верхней границы цены разрешений на выбросы загрязняющих веществ в целях устранения неэффективно-стей. связанных с наличием рыночной власти в научно-исследовательском секторе, что позволяет использовать разрешения на выбросы для интернализации отрицательных экстерналий для различных комбинаций интенсивности вредных выбросов, предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ и степени распространения в производственном секторе экологически чистых технологий.

Практическая значимость полученных результатов. 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. Разработанная модель регулирования выбросов загрязняющих веществ производственных предприятий учитывает наличие научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные технологии сокращения вредных выбросов, и позволяет осуществлять эффективную эколого-экономическую политику в зависимости от ущерба окружающей среде, издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ и объема вредных выбросов. Модель эколого-экономической политики при наличии несовершенной конкуренции в научно-исследовательском секторе позволяет рассчитать характеристики равновесия на национальном рынке продаваемых разрешений на выбросы, величину лицензионного платежа за использование инновационной технологии сокращения выбросов и

прибыль научно-исследовательского сектора в зависимости от доли использования отраслью инновационных технологий сокращения выбросов.

Апробация п внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором на Всероссийском симпозиуме «Математические модели и информационные технологии в экономике» (г. Кисловодск. 2007), IX Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Кисловодск. 2008. весенняя сессия). Международной научно-практической конференции «Конкуренция и конкурентоспособность. Организация производства конкурентоспособной продукции» (г. Новочеркасск. 2009). Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы социально-экономического развития» (г. Кисловодск, 2009). XI Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Сочи. 2010, осенняя сессия). Всероссийских научных чтениях «Математическая экономика и экономическая информатика» (г. Кисловодск. 2010).

Результаты диссертационного исследования используются Кисловодским институтом экономики и права в учебном процессе и включены в структуру учебных дисциплин «Экономико-математическое моделирование». «Экономика природопользования» и «Микроэкономика».

Публикации. Основные результаты исследования отражены э опубликованных автором 8 печатных работах общим объемом 3,9 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, грех глав, заключения и списка использованной литературы. Текст диссертации изложен'на 139 страницах, включает 11 рисунков. Список использованной литерату р!.! содержит 132 источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе «Отрицательные внешние эффекты производственной деятельности и способы их устранения» сделан критический обзор работ, посвященных решению проблем, связанных с внешними эффектами производственной деятельности. Обсуждаются различные способы, с помощью которых рынки могут быть скорректированы так. чтобы они работали эффективно с точки зрения общества. Рассматриваются такие инструменты государственного регулирования загрязнения окружающей среды, как налоги на выбросы производственных предприятий в расчете па единиц}' загрязнения и продажа разрешений на загрязнения. Дается характеристика нерыночных методов регулирования загрязнения окружающей средь;, известных как оперативные системы управления (технологически обоснованные стандарты, стандарты для окружающей среды и стандарты общественного во »действия). Сделан обзор проблем моделирования и анализа влияния инструментов рыночного и нерыночного регулирования загрязнения внешней средь: в процессе производственной деятельности на общественное благосостояние и на инновационную деятельность в области разработки экологически чистых технологий.

Во второй главе «Моделирование и анализ эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов конкурентной отрасли» на основе построенной двухсекторной модели производственной отрасли и научно-

исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных технологий сокращения выбросов, проведен анализ эффективности таких инструментов государственного регулирования, как налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ, и продаваемых квот на выбросы. Рассматривается конкурентная отрасль, производящая однородную продукцию. Спрос на продукцию определяется обратной функцией спроса Р(У). где У - объем производства продукции. Функция, определяющая совокупные отраслевые производственные затраты, обозначается С(У). Выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду нормированы таким образом, что первоначально производство одной единицы объема выпуска продукции сопровождается выбросами в объеме одной единицы, т.е. Е = У . Выбросы наносят ущерб окружающей среде, определяемый функцией £>(£). которая предполагается строго возрастающей и строго выпуклой. Имеется также научно-исследовательский сектор, разрабатывающий инновационную технологию сокращения вредных выбросов, которая позволяет снизить интенсивность вредных выбросов производственного сектора до уровня е е [0,1). Единица объема выпуска продукции, произведенная с использованием инновационной экологически чистой технологии, сопровождается выбросами в объеме е < 1, в отличие от выбросов в объеме одной единицы в расчете на единицу продукции при использовании традиционного более «грязного» технологического процесса. Полные отраслевые выбросы загрязняющих веществ составляют Е = У1' ~еУ\ где Ус - объем выпуска продукции отрасли, произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии, а У'1 - объем выпуска продукции отрасли, произведенной с использованием традиционного технологического процесса. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции представляет собой сумму объемов выпуска продукции, произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии, и произведенной с использованием традиционного технологического процесса: У = )"' + . Доля отраслевого использования инновационной экологически чистой технологии (уровень распространения инновационной технологии) составляет К' У. Предложенная постановка соответствует типичным природоочистным технологиям, обеспечивающим снижение уровня выбросов на конечных стадиях производственного процесса (типа газожидкостных устройств обес-серивания, снижающих выбросы окислов серы предприятий, которые используют угольное топливо) и не приводящим к ограничению распространения инновационной экологически чистой технологии в силу необходимости принципиальных изменений технологического процесса для ее внедрения. Объем выпуска продукции, полученной с использованием инновационной экологически чистой технологии. У . пропорционален количеству проданных очистных устройств. Совокупные затраты сокращения вредных выбросов составляют /■}" . где г > 0 - реальные удельные (в расчете на единицу выпуска продукции) затраты сокращения вредных выбросов. Инструменты регулирования загрязнения окружающей среды, имеющиеся в распоряжении государства, представляют собой полное число выпускаемых разрешений на выбросы, Е, или налог по ставке г, накладываемый на единицу вредных выбросов. В диссертации рассматривается также дополнительный инструмент эколого-экономической политики регулирования загрязнения окружающей среды, представ-

ляющий собой устанавливаемую регулятором верхнюю границу цены разрешений на выбросы.

Государственный планирующий орган, имеющий полный контроль над объемом выпуска продукции и решениями относительно внедрения в производственной отрасли инновационных технологий сокращения вредных выбросов, решает следующую задачу максимизации национального благосостояния

у

¡¡'(У'.У ) = 1Р(:)±-С(У)-гУ' -0(У' +еГ). (1)

Условия максимизации (¡дикции (1) имеют следующий вид:

дП, = Р(У)-С(У)~ 0'(У'~еУ)<() при !"' > 0. (2)

=Р(У)-С(У)-г-е1У(У'~еУ')<0 при Г>0. (3)

3)'

Рассматриваются три различных случая: полное не применение в отрасли инновационной экологически чистой технологии, частичное ее использование и полное внедрение предприятиями отрасли инновационной технологии. Если оптимально вообще пе использовать инновационную технологию сокращения вредных выбросов, условие (2) определяет оптимальный с точки зрения максимизации национального благосостояния объем выпуска продукции

У" = У". ЭI о оудет иметь место в том и только в том случае, когда выполняется неравенство

!■>,■• = (\-е)0'(У"). (4)

Полное внедрение предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технологии оптимально в случае, если имеет место неравенство

г<у =(1-е)Щ<?)'"). (5)

где }"" определяется условием (3) при услозки >"'" = 0. Заметим, что объем выпуска продукции )"' является функцией предельных издержек сокращения выбросов /'. Поскольку оптимальный объем выпуска продукции является убывающей функцией

издержек сокращения выбросов, т.е. ' ' ¿0. и предельные ущербы окружающей

С г

среде возрастают по уровню выбросов, соотношение (5) определяет единственное значение /•'. которое представляет собой верхнюю границу издержек сокращения выбросов г. совместимых с полным распространением инновационной технологии. Для всех значений ;-е[г"У] оптимально частичное внедрение инновационной технологии сокращения выбросов. В .этом случае оба соотношения (2) и (3) выполняются одновременно. Оптимальный уровень вредных выбросов Е* в неявном виде определяется следующим образом

Подставляя выражение (6) и (2). получаем о:гпшальиый совокупный отраслевой объем выпуска продукции )" . Использование определения уровня выбросов загрязняющих веществ и совокупного отраслевого обьема выпуска продукции Е и У позволяет вычислить оптимальные значения объемов выпуска Г" и У".

И диссертации доказано, что оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния характеризуется следующим образом:

1. Для значений предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ г < г имеет место полное распространение инновационной экологически чистой технологии. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции (полностью произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии) и совокупный отраслевой уровень выбросов являются убывающими функциями предельных издержек сокращения выбросов.

2. Для значений г ' < г < г имеет место частичное распространение инновационной технологии. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции и объем выпуска продукции, произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии. Ус . являются убывающими функциями предельных издержек сокращения выбросов, тогда как объем выпуска продукции, произведенной с ис-

VI/'

пользованием традиционного технологического процесса. ) . и совокупный отраслевой уровень выбросов являются возрастающими функциями издержек сокращения выбросов.

3. Для значений г" < г имеет место полное не применение инновационной экологически чистой технологии. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции (полностью произведенной с использованием традиционного технологического процесса) и совокупный отраслевой уровень выбросов не завися: от предельных издержек сокращения выбросов.

0.4

0.2

С

О 0.2 0.4 0.6 0.8 е

Рис. 1. Пороговые значения предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ для случаев полного внедрения предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технологии и полного не использования инновационной технологии в оптимуме сточки зрения максимизации национального благосостояния (авторская разработка)

При численных расчетах для обратной функции спроса, функции совокупных затрат и функции ущербов окружающей среде используем следующие выражения

Р(У)=1-У. С(У) = сУ. 0(Е) = ^Ег. Численные значения параметров примем в виде

с=0Л; е = 0.55 : с/ = 2 . Рис. 1. рис. 2 и рис. 3 иллюстрируют пороговые значения г" и г', оптимальные с точки зрения максимизации национального благосостояния объемы выпуска продукции и оптимальный с точки зрения максимизации национального благосостояния уровень выбросов загрязняющих веществ. На рис. 1 область А соответствует всем комбинациям предельных издержек сокращения выбросов г и интенсив!юстей выбросов е. для которых инновационная экологически чистая технология не используется. Области В соответствуют все комбинации предельных издержек сокращения выбросов г и интенсивностей выбросов е. для которых оптимально частичное распространение инновационной экологически чистой технологии. а области С комбинации, для которых с точки зрения максимизации национального благосостояния оптимально полное внедрение в отрасли инновационной технологии. Прямая линия с отрицательным наклоном (монотонно убывающая), представляющая зависимость г" от интенсивности выбросов, иллюстрирует, что предельные затраты сокращения выбросов и эффективность снижения выбросов являются очень близкими (в рассматриваемом случае идеальными) субститутами при определении целесообразности установки первых очередей очистных сооружений. Однако, производится ли весь объем выпуска продукции с использованием инновационной экологически чистой технологии или нет. зависит немонотонным образом У

0.4

0.2

0 0.! 0.2 у 0.3 0.35 г

Рис. 2. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции и объемы выпуска продукции, произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии и традиционного более экологически «грязного» технологического процесса, в оптимуме с точки зрения максимизации национального благосостояния (авторская разработка)

от эффективности технологии сокращения выбросов. Для любой данной эффективности технологии сокращения выбросов увеличение предельных издержек сокращения выбросов делает полное распространение инновационной экологически чистой технологии менее привлекательным. Однако при постоянном значении предельных издержках сокращения выбросов г рост интенсивности вредных выбросов сначала приводит к повышению, а затем к понижению целесообразности выпуска всей продукции с использованием инновационной технологии. Этот результат объясняется двумя эффектами, действующими в противоположных направлениях. С одной стороны. повышение интенсивности выбросов загрязняющих веществ снижает объем выбросов, устраняемых путем установки одной дополнительной единицы очистного оборудования. Это делает полное распространение инновационной технологии менее привлекательным. С другой стороны, более низкая эффективность технологии сокращения выбросов (т.е. увеличение е) приводит к более высоким отраслевым выбросам и. следовательно, предельные ущербы, вызываемые каждой дополнительной единицей выбросов, повышаются. Это делает полное распространение инновационной технологии более привлекательным. Последний эффект доминирует при низкой интенсивности выбросов, а при высокой интенсивности выбросов доминиру ет первый эффект. Вертикальная прямая при е = 0,55 показывает интервал предельных издержек сокращения выбросов /". соответствующий рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2 показывает, как совокупный отраслевой выпуск меняется как функция предельных издержек сокращения выбросов г. Для издержек сокращения выбросов в интервале ге[г'.г"] представлены оптимальные уровни объема выпуска продукции.

Е"

0.2 Г

0.2 ; I

0 0.1 0.2 г 0.3 0.3 Г

Рис. 3. Количество разрешений на выбросы загрязняющих веществ, соответствующих оптимуму с точки зрения максимизации национального благосостояния (авторская разработка)

произведенной с использованием экологически чистой технологии, и объема выпуска продукции, произведенной с использованием первоначального более экологически «грязного» технологического процесса, иллюстрирующие оптимальную степень распространения инновационной экологически чистой технологии для каждого уровня издержек сокращения выбросов. Для достаточно низких издержек сокращения выбросов весь объем выпуска продукции производится с использованием инновационной экологически чистой технологии и. следовательно, является убывающей функцией издержек сокращения выбросов. В этом интервале более высокие издержки сокращения выбросов означают более высокие производственные затраты и, следовательно. более низкий совокупный отраслевой выпуск. Для уровней предельных издержек сокращения выбросов, соответствующих оптимальности (с точки зрения максимизации национального благосостояния) частичного распространения инновационной технологии, упомянутый выше эффект усиливается в силу снижения привлекательности и, следовательно, более низкого внедрения инновационной экологически чистой технологии, если издержки сокращения выбросов возрастают. Наконец, если издержки сокращения выбросов очень высоки (выше г"). объем выпуска продукции не зависит от них.

Рис. 3 показывает полный объем выбросов загрязняющих веществ как функцию издержек сокращения выбросов, соответствующий оптимуму с точки зрения максимизации национального благосостояния. Заметим, что объем выбросов для очень низких значений издержек сокращения выбросов могут (но не должны) превосходить объем выбросов, соответствующий очень высоким значениям издержек сокращения выбросов. Это имеет место в том случае, если сокращение объема выбросов благодаря распространению инновационной технологии ниже, чем рост объема выбросов, вызванный увеличением выпуска продукции, обусловленного более низкими предельными издержками сокращения выбросов.

Сначала проведен анализ ситуации, когда научно-исследовательский сектор, разрабатывающий инновационную экологически чистую технологию. являе;ся совершенно конкурентным. Поэтому цена очистного оборудования соответствует предельным затратам их производства. В диссертации доказано, что если научно-исследовательский сектор, разрабатывающий инновационную экологически чистую технологию, является совершенно конкурентным, государство может достичь оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния, выпуская оптимальное количество разрешений на выбросы загрязняющих веществ. Оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния может быть достигну т с использованием налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы в окружающую среду, если оптимально либо полное распространение инновационной экологически чистой технологии, либо полное не применение инновационной экологически чистой технологии. Кслк оптимально частичное распространение инновационной экологически чистой ¡схнологиц. то налогообложение производственного сектора, допускающего выбросы в окружающую среду, приводит к возникновению континуума разновесных состояний, только одно из которых является эффективным.

Итак, проведенный анализ показывает, что если имеется только один провал рынка - отрицательные экстерналии, создаваемые вредными производственными выбросами, то для восстановления эффективности рынка достаточен единственный

инструмент регулирования (продаваемые разрешения на выбросы загрязняющих веществ или налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы в окружающую среду).

В диссертации проведено исследование того, как наличие рыночной власти в научно-исследовательском секторе воздействует на характеристики рыночного равновесия и на оптимальную политику сокращения вредных выбросов. Для простоты предположим, что в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем инновационную экологически чистую технологию, имеется единственная активная фирма и. следовательно, научно-исследовательский сектор представляет собой монополию. Монополист может назначать надбавку к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Эта надбавка может принимать форму лицензионного платежа. Надбавка к цене создает разницу между реальными экономическими затратами сокращения выбросов г и ценой, которую должны платить предприятия производственной отрасли для очистки единицы выпуска продукции.

При использовании в качестве инструмента регулирования выбросов продаваемых разрешений на выбросы типичная фирма производственного сектора максимизирует прибыль

ж (У1, Г) = РУ - С(У) -Л)"1 - (Ае + г + Д/)Г (6)

при наличии ограничения Ё > У' + еУ , где Я равновесная цена разрешений на выбросы загрязняющих веществ, а £ - верхний предел выбросов.

Условия максимизации прибыли (6) дают следующую систему уравнений:

Р(У)<С'(Г) + Я при Г'>0. (7)

Р(У) = С'(У) + г + М+ еА при !">0. (8)

Ё = )"' + еУ. (9)

Условия (7) и (8) устанавливают, что цена продукции каждого типа должна быть равна предельным производственным затратам. Условие (9) определяет ограничение ¡1а количество разрешений на выбросы. Совместно условия (7)-(9) определяют равновесные объемы выпуска продукции У'(Ё.М) и У(Ё.М). а также равновесную цену разрешений на выбросы Л(Ё,М).

В зависимости от надбавки монополиста, разрабатывающего технологию сокращения вредных выбросов, к цене ,!/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования и установленного количества разрешений на выбросы следует рассматривать три различных случая: полное не применение в отрасли инновационной экологически чистой технологии, частичное ее использование и полное внедрение предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технологии. Полное не применение в производственной отрасли инновационной экологически чистой технологии будет иметь место, если предельные производственные затраты получения «экологически чистого» выпуска продукции, превосходят предельные производственные затраты получения «грязного» выпуска продукции. Используя соотношения (7) (8). получаем, что это будет иметь место, если надбавка к цене .1/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования достаточно высока, а именно Л/ > Л/ = (1 -е)Л-г. Заметим, что этой условие ситуации (9) приводится к равенству Ё = У' (поскольку У = О), и цепа продаваемых разрешений на выбросы определяется условием (7). Пороговое значение надбавки монополиста, разрабатывающего технологию сокращения вредных выбросов, к цене М на каждую продаваемую

единицу очистного ооорудования. которое вызывает полное не распространение в производственной отрасли инновационной экологически чистой технологии, может быть, следовательно, переписано в следующем виде А/(£") = (1 -е)[Р(Ё)-С'(Ё)] - г. Полное внедрение предприятиями отрасли инновационной технологии будет иметь место, если предельные производственные затраты получения «экологически чистого» выпуска продукции ниже предельных производственных затрат получения «грязного» выпуска продукции, т.е. если сумма затрат на сокращение выбросов и надбавки монополиста ниже, чем экономия, возникающая от снижения затрат на продаваемые разрешения на выбросы, т.е. М + г <(\-е)Х . Однако, цена продаваемых разрешений на выбросы - теперь определяемая условием (8) - сама является функцией надбавки к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Используя равенство £' = еГ и условие (8). получаем пороговое значение надбавки к цене Л/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования, которое соответствует полному внедрению в производственной отрасли инновационной экологически чистой технологии М < М(Ё) = (1 -с)\Р(Е/е) -С'(Ё / е)]-г . Частичное использование предприятиями отрасли инновационной технологии будет реали-зовываться в равновесии, если предельные производственные затраты получения «экологически чистого» выпуска продукции равны предельным производственным затратам получения «грязного» выпуска продукции, т.е. если справедливо равенство М + /• = (1 -е)Я . При заданном значении предельного уровня совокупного объема

вредных выбросов Е это будет иметь место для всех значении надбавки к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования в интервале Л/ б [.'./(£), М(Ё)]. Используя условия максимизации прибыли (7) и (8). получаем, что совокупный объем выпуска продукции при частичном использовании предприятиями отрасли инновационной технологии }' определяется уравнением

.1/-/- = (1-е)[/)(}'/,)-С'()';1)]. - (10)

Заметим, что при частичном использовании предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технологии совокупный объем выпуска продукции не зависит от количества продаваемых разрешении на выбросы, а зависит только от надбавки к цене Л/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Объемы «экологически чистого» и «грязного» выпуска продукции, однако, являются функциями и количества разрешений на выбросы Ё. и надбавки к цене .!/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Используя равенство >' = +)'' и ограничение на количество разрешений (9). получаем

, - Ё-еУЛМ) - У ( А/) - Ё

}''(£■, М)= ' . Г (£"..!/) = ' . (II)

1-е 1-е

Соотношения (11) завершают описание равновесных объемов выпуска продукции и цены продаваемых разрешений на выбросы загрязняющих веществ как функций количества разрешений на выбросы и надбавки к цепе М па каждую продаваемую единицу очистного оборудования.

Монополист, представляющий научно-исследовательский сектор, назначает надбавку к цене М на каждую продаваемую единиц}1 очистного оборудования, максимизирующую прибыль П(Л/) = ,Ш"(ЛО- Интервал значений надбавки к цене М имеет естественные границы. С одной стороны, поставщик инновационной экологи-

чески чистой технологии не будет назначать надбавку к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования, превышающую Л/(£), поскольку это приведет к нулевым продажам. С другой стороны, снижение надбавки к цене Л/ ниже М(Ё) также однозначно приведет к снижению прибыли. Это не приведет к увеличению спроса на очистное оборудование, поскольку ограничение на количество разрешений на выбросы (9) запрещает дальнейший рост «экологически чистого» выпуска продукции.

Рассмотрим решения, соответствующие частичному использованию предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технологии. В этом случае условие максимизации прибыли монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, имеет следующий вид

ГП - дУ'ЛЁ.М)

= )■;(/■;.л/) + л/ ,л - =о. (12

сМ 1 дм

Используя условия (10) и (11). условие (12) можно выразить через функции спроса и затрат, экзогенные параметры, совокупный объем выпуска продукции и количество разпешений на выбросы, установленное государством

(1-<.')[№',, -С'(};)]-г О-еЦР'-С'Ю^-Ё)

левая часть которого представляет ценовую эластичность спроса на инновационную экологически чистую технологию. Числитель дроби представляет собой надбавку к цене л/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования (см. (10)).

В равновесии совокупный обьем выпуска проду кции является фу нкцией надбавки монополиста к цене ,1/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. но не количества разрешений на выбросы, при условии, что имеет место частичное использование предприятиями отрасли инновационной экологически чистой технолог;.';!. Условие (13) уешиавливает связь между количеством разрешений на выбрось: и надбавки монополиста к ::е.чс Д/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования и. следовательно, равновесный объем выпуска продукции может быть представлен как функция переменной - инструмента регулирования. Эту фу нкцию будем обозначать )'(£). Заметим, что ограничение па количество разрешений на выбросы ограничивает функцию )',„,(£) интервалом [Ё.Ё/е] и. следовательно, функция М(Ё) не превосходит пороговых значений М(Ё) и М(Ё).

В третьей главе «Сравнительный анализ инструментов регулирования вредных производственных выбросов в оптимуме второго порядка» проведен сравнительный анализ субоптимальных (соответствующих наличию рыночной власти в нау чно-исследовательском секторе, разрабатывающем инновационные технологии сокращения выбросов) характеристик инструментов реализации эколого-экономичсской политики. Госрегу лятор выбирает количество разрешении на выбросы загрязняющих веществ. Е. которое максимизирует национальное благосостояние. 1 'оскольку государство располагает только одной переменной регулирования -количеством разрешений на выбрось:. - однако сталкивается с двумя провалами рынка: отрицательными экстерналиями. создаваемыми вредными производственными выбросами и наличием рыночной власти (монопольной) в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем инновационную экологически чистую технологию, указанное обстоятельство приводит к тому, что будет иметь место

оптимум второго порядка («второе лучшее») национального благосостояния. В диссертации изучена также ситуация, в которой государство имеет два инструмента регулирования для устранения указанных двух провалов рынка.

Государство максимизирует национальное благосостояние, которое в рассматриваемой ситуации определяется функцией

«'"(£) = { P(--)dz - C()]jf:)) - гУ;(Ё, Д/(£)) - £>(£-). (15)

Условие, определяющее максимум национального благосостояния (15). имеет вид

[PO'm-cv^m-

i L 1 1

et:

a,r+31'aVi-/r(¿). (16)

СЕ д.М SE

где первый член в левой части этого равенства представляет выгоды, возникающие при увеличении объема выпуска проду кции благодаря предельному увеличению количества разрешений на выбросы. Второй член представляет собой снижение издержек сокращения вредных выбросов благодаря более мягкой политике ограничения вредных выбросов. Правая часть представляет собой предельные ущербы окружающей среде, вызванные вредными выбросами. Уравнение (16) определяет количество разрешений на выбросы £,. соответствующее оптимуму второго порядка.

Как надбавка монополиста к цене .'/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования, совокупный объем выпуска продукции и объем экологически чистого выпуска реагируют на изменение количества разрешений на выбросы, зависит от степени распространения инновационной экологически чистой технологии на производственных предприятиях. Совместно с критерием возможности достижения оптимума национального благосостояния это условие делит интервал изменения затрат на сокращение выбросов на четыре области, в которых распределение, соответствующее оптимуму второго порядка, характеризуется различными свойствами.

При достаточно высоких затратах на сокращение выбросов загрязняющих веществ инновационная технология вообще не будет использоваться. Дальнейший анализ показывает, что соответствующее пороговое значение предельных издержек сокращения выбросов совпадает с уровнем издержек сокращения выбросов г". который делает сокращение выбросов непривлекательным для государственного планирующего органа. В этом интервале объем экологически чистого выпуска продукции (произведенной с использованием инновационной технологии) равен нулю и не меняется при изменении количества разрешений на выбросы. Поскольку интенсивность выбросов для «грязного» выпуска (продукции, произведенной с использованием традиционного технологического процесса) равна единице, единичное изменение количества разрешений на выбросы соответствует единичному изменению объема «грязного» выпуска продукции. Условие (16) упрощается и соответству ет условию оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния, когда весь объем выпуска проду кции «грили,и"<» (2). Государство может осуществить оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния для всех уровней предельных издержек сокращения выбросов /• > /-".

Для уровней предельных издержек сокращения выбросов /■</■" по крайней мере часть выпуска продукции будет производиться с использованием инновационной технологии. Существует интервал частичного распространения среди предприятий отрасли инновационной экологически чистой технологии при всех уровнях

предельных издержек сокращения выбросов г\ <;-</-". Нижняя граница этого интервала определяется как уровень издержек сокращения выбросов, для которых оптимум второго порядка количества разрешений на выбросы, выведенный для частичного распространения среди предприятий отрасли инновационной технологии, индуцирует полное распространение среди предприятий отрасли инновационной технологии. Это означает, что условия (21), (16) и )' = У'г имеют место одновременно, т.е. г\ = г"" (Ё,(г1)). В этом интервале предельных издержек сокращения выбросов изменение количества разрешений на выбросы будет оказывать воздействие как на уровень распространения инновационной технологии, так и на совокупный объем выпуска продукции.

Для уровней издержек сокращения выбросов, меньших г!. оптимум второго порядка характеризуется тем. что весь объем выпуска продукции осуществляется с использованием инновационной экологически чистой технологии. Заметим, что пороговое значение издержек сокращения выбросов г; всегда ниже значения г', которое делает полное распространение среди предприятий отрасли инновационной технологии общественно оптимальным. Строго положительная надбавка монополиста к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования делает внедрение инновационной технолог ии менее привлекательной для фирм, чем для общества. Кроме того, важно отметить, что полное распространение среди предприятий отрасли инновационной технологии не означает с необходимостью, что оптимум с точки зрения максимизации национальною благосостояния может быть реализован. В то время как государство имеет эффективный контроль над выпуском продукции при условии полного распространения среди предприятий отрасли инновационной технологии, уровень ее распространения может все еще зависеть от выбранного количества разрешений на выбросы. Напомним, что для любого заданного уровня г существует соответствующее количество разрешений па выбросы £""('')• Только количество разрешений на выбросы ниже этого порогового значения будет обеспечивать полное распространение среди предприятий отрасли инновационной технологии. Следовательно, если общественно оптимальный уровень выбросов выше этого порогового значения, он не может быть реализован.

Это приводит к четвертому и последнему ранжированию уровней предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ. При всех уровнях издержек сокращения выбросов г < г'" государство способно реализовать оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния, используя только продаваемые разрешения на выбросы. Это пороговое значение определяется равенством (/•'") = £ (/•''"). Следовательно, для всех уровней предельных издержек сокращения выбросов в этом интервале условие (22) выполняется для общественно оптимального объема выпуска продукции. При всех уровнях издержек сокращения выбросов между г " и к имеет место полное распространение среда предприятий отрасли инновационной технологии, однако количество разрешений на выбросы, соответствующее оптимуму второго порядка, и. следовательно, объем выпуска продукции ниже оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния.

Рис. 4 показывает пороговые значения для всех релевантных интенсивно-сгей выбросов для обратной функции спроса, функции совокупных затрат и функции ущербов окружающей среде, определяемых соответственно

0.4

0 0.2 0,4 0,6 0.8 е

Рис. 4. Пороговые значения предельных издержек сокращения вредных выбросов (авторская разработка)

Р(У) = \-У. С(У) = сУ. й(Е) = ^ Е1. Численные значения параметров: с = 0,1: е = 0.55:

с/= 2. По сравнению с рис. 1, который показывает общественно оптимальные пороговые значения для полного внедрения в производственной отрасли инновационной экологически чистой технологии и полного не применения инновационной технологии. на рис. 4 дополнительно показаны два пороговых значения, которые характеризуют полное распространение в производственной отрасли инновационной технологии в оптимуме второго порядка и осуществимость оптимума национального благосостояния при полном внедрении в производственной отрасли инновационной технологии при использовании разрешений на выбросы. Область С, показывает параметры, при которых полное распространение в производственной отрасли инновационной технологии оптимально с точки зрения максимизации национального благосостояния. однако еще присутствует некоторая доля «грязного» выпуска при использовании в качестве инструмента регулирования разрешений на выбросы. Хотя уровень распространения инновационной технологии оптимален с точки зрения максимизации национального благосостояния, в области Г, совокупный объем выпуска продукции ниже оптимального с точки зрения максимизации национального благосостояния. Комбинация уровней выбросов и предельных издержек сокращения выбросов, которые позволяют регулятор)', использующему разрешения на вредные выбросы, реализовать оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния при полном внедрении з производственной отрасли инновационной технологии, определяется областью С',. Вертикальная линия при е = 0,55 показывает интервал предельных издержек сокращения выбросов г, соответствующий рис. 5 и рис. 6. Заметим, что пороговые значения г'г и г'" существуют только для некоторых значений интенсивности вредных выбросов. Это показывает, что для некоторых

технологий снижения выбросов оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния при полном внедрении в производственной отрасли инновационной технологии может быть недостижим при использовании регулятором разрешений на выбросы независимо от уровня издержек сокращения выбросов.

В диссертации установлено соотношение между издержками сокращения выбросов загрязняющих веществ и соответствующими оптимуму второго порядка количеством разрешений на выбросы и объемом выпуска продукции. Оптимум второго порядка при использовании регулятором продаваемых разрешений на выбросы характеризуется следующим образом:

1. Для всех значений предельных издержек сокращения выбросов г<г'г) оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния может быть реализован при использовании регулятором продаваемых разрешений на выбросы. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции и совокупный отраслевой уровень выбросов являются убывающими функциями предельных издержек сокращения выбросов.

2. Для всех значений г'" < г < К уровень распространения инновационной •экологически чистой технологии среди предприятий отрасли оптимален с точки зрения максимизации национального благосостояния, однако совокупный отраслевой объем выпуска продукции и совокупный отраслевой уровень выбросов ниже обществен!«) оптимального уровня. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции и сопок) гтный отраслевой уровень выбросов являются убывающими функциями предельных издержек сокращения выбросов.

>

0.4

0.2

п-

- - -

Г"

о

0.1

0.2

0.3

0.1

Р;:с. 5. Совокупный отраслевой объем зулуска продукции и объемы выпуска продукции, прокздехен-ноЯ с использованием инновационно?. тколо:ичесхи чистой технологии и традиционного более экологически «грязного» технологического процесса, а оптимуме с точки зрения максимизации национального благосостояния и в оптимуме второго порядка (авторская разработка)

О ОА 0.2 0.3 Г

Рис. 6. Количество разрешений на выбросы чагрячняккаих зеществ, соответствую:»:* оптимуму с точки зрения максимизации национального благосостояния, и. оптимуму второго поря.тка (авторская разработка)

3. Для всех значений г' </-</• у ровень распространения инновационной технологии среди предприятий отрасли и совокупный отраслевой объем выпуска продукции ниже общественно оптимального уровня. Совокупный отраслевой уровень выбросов ниже общественно оптимального уровня для предельных издержек сокращения выбросов, достаточно близких к нижнему пороговому значению г,;. однако выше общественно оптимального уровня для предельных издержек сокращения выбросов в интервале /■' <г<г" при /■, <;- . Совокупный отраслевой! уровень выбросов загрязняющих веществ является возрастающей функцией предельных издержек сокращения выбросов.

4. Для всех значений г>г' имеет место полное не применение в производственной отрасли инновационной технологии, что оптимально с точки зрения максимизации национального благосостояния. Совокупный отраслевой объем выпуска продукции и совокупный отраслевой уровень выбросов загрязняющих веществ не зависят от предельных издержек сокращения выбросов и оптимальны с точки зрения максимизации национального благосостояния.

Рис. 5 показывает совокупный отраслевой объем выпуска продукции, оптимальный с точки зрения максимизации национального благосостояния и соответствующий оптимуму второго порядка (пунктирная линия), а рис. 6 показывает совокупный отраслевой уровень выбросов, оптимальный с точки зрения максимизации национального благосостояния и соответствующий оптимуму второго порядка (пунктирная линия). Интенсивность выбросов в этом примере выбрана таким образом, что г'" существует и. следовательно, для малых предельных издержек сокращения выбросов оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния может быть реализован. В этом интервале увеличение издержек сокращения

выбросов приводит к росту предельных производственных затрат для всего объема выпуска продукции, однако не влияет на степень распространения среди производственных предприятий инновационной технологии, В результате совокупный отраслевой объем выпуска продукции и, следовательно, совокупный отраслевой уровень вредных выбросов снижаются.

Для интервала изменения г, в котором весь объем выпуска продукции в оптимуме второго порядке при использовании регулятором разрешений на выбросы является экологически чистым (получен с использованием инновационной технологии), но не оптимальным с точки зрения максимизации национального благосостояния (ге[/-'".;-,']). уровень распространения среди производственных предприятий инновационной экологически чистой технологии все еще общественно оптимален. Однако регулятор предпочитает ограничить выбросы и. следовательно, объем выпуска продукции до уровня ниже оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния. Это увеличивает дефицитность разрешений на выбросы и. следовательно, делает снижение вредных выбросов достаточно привлекательным, так что. несмотря на надбавку монополиста, разрабатывающего технологию сокращения вредных выбросов, к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования, полное распространение среди производственных предприятий инновационной технологии соответствует максимизации их прибыли. В интервале г е[/-'г! ./','1 увеличение издержек сокращения выбросов характеризуется двумя эффектами. Во-первых, это делает производство (которое целиком осуществляется с применением инновационной технологии) менее привлекательным и способствует снижению сто объема. Во-вторых, поскольку увеличение издержек сокращения выбросов понижает привлекательность снижения выбросов, государство должно повысить дефицитность разрешений на выбросы, чтобы обеспечить в равновесии полное распространение среди производственных предприятий инновационной технологии. Количество разрешений на выбросы, соответствующее оптимуму второго порядка, полому снижается быстрее, чем общественно оптимальный объем вредных выбросов. если илсржчи сокращения выбросов растут. Второй эффект (и. следовательно, интервал г г г '' г,;; существует только тогда. ког да прибыль монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, чувствительна к изменению надбавки к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования, даже если все производственные предприятия используют инновационную технологию. Это требует либо того, чтобы прибыль монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, являлась явной функцией объема выпуска продукции, произведенной с использованием экологически чистой технологии (например, когда производственные фирмы платят лицензионный платеж монополист)', который пропорционален объему выпуска продукции, произведенной с использованием экологически чистой технологии), либо, в случае, если монополист назначает единовременный платеж при покупке очистного оборудования, чтобы новые фирмы могли войти в рынок. Обе эти интерпретации совместимы с построенной моделью. Необходимое (но не достаточное) условие состоит в том. что функция спроса на конечную продукцию )' имеет отрицательный наклон.

Вели затраты на сокращение выбросов превышают критическое значение г:. но остаются ниже /-". издержки обеспечения полного распространения среди производственных предприятий инновационной технологии (снижение объема выпуска продукции) выше, чем выгоды и, следовательно, госрегулятор ослабляет ограничение на количество разрешений на выбросы и поэтому позволяет части объема выпуска продукции производиться без использования инновационной технологии. При

прочих равных условиях увеличение количества разрешений на выбросы приводит к росту совокупного отраслевого выпуска продукции и снижает привлекательность сокращения выбросов. Заметим, что воздействие увеличения количества разрешений на выбросы на объем выпуска продукции, произведенной с использованием инновационной экологически чистой технологии в общем случае неоднозначно. В то время как увеличение количества разрешений на выбросы снижает цену разрешений на выбросы, монополист, разрабатывающий технологию сокращения вредных выбросов, отвечает снижением надбавки к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Последний эффект преобладает над первым только в том случае, если спрос и функция предельных отраслевых затрат достаточно неэластичны. Количество разрешений на выбросы, соответствующее оптимуму второго порядка, ниже оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния на нижнем конце рассматриваемого интервала по непрерывности. Однако для достаточно больших затрат сокращения выбросов регулятор выпускает больше разрешений на выбросы, чем в оптимуме с точки зрения максимизации национального благосостояния. Чтобы убедиться в этом, заметим, что для всех предельных издержек сокращения выбросов из интервала г е [)■'■.(-"] условие (16) принимает вид

,\1(Ё) + г = (\-е)1У(Ё). (17)

дЬ

Совокупный отраслевой выпуск продукции возрастает но количеству имеющихся разрешений на выбросы и. следовательно, левая часть (17) больше г. Напомним, чго условие (6) неявно определяет соответствующий оптимуму с точки зрения максимизации национального благосостояния объем вредных выбросов: г = (1 -е)й'(Е'). Поскольку предельные ущербы окружающей среде возрастают по уровню выбросов и первый член в левой части уравнения (17) строго положителен, условие (17) означает, что уровень выбросов, соответствующий оптимуму второго порядка, выше уровня выбросов в оптимуме с точки зрения максимизации национального благосостояния для всех ) ровней издержек сокращения выбросов, для которых частичное распространение средипроиз-водственных предприятий инновационной технологии общественно оптимально:'

Далее 1! диссертации рассматривается использование государством з'качестве инструмента регулирования вредных выбросов налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы в окружающую среду (в оптимуме второго порядка) и проводится сравнение со схемой регулирования с использованием продаваемых разрешений на выбросы. При выводе характеристик равновесия при использовании в качестве инструмента регулирования вредных выбросов налогообложения производственно!« сектора, важно иметь в виду, что предельные издержки сокращения выбросов г одинаковы для всех фирм и не зависят от количества фирм, внедряющих инновационную технологию. Кроме того, в отличие от схемы регулирования с использованием продаваемых разрешений на выбросы, фирма-монополист, разрабатывающая инновационную технологию, не может влиять на издержки, связанные с выбросами. Следовательно, равновесие на производственной стадии определяется соотношениями

1\У)<С(У)тг при Г'>0. (18)

Р(У)<С'(У)~г~\1 +ег при Г >0. (19)

где г - ставка налогообложения в расчете на единицу выбросов загрязняющих веществ. Все фирмы производственного сектора используют инновационную технологию снижения вредных выбросов, если выполняется неравенство М < \1 = (1 -е)А -г . и одна из фирм производственного сектора не использует инновационную технологию снижения выбросов, если М > .1/, а если надбавка монополиста к цене М на каждую продаваемую единицу очистного оборудования в точности равна пороговому значению М ,

часть фирм производственного сектора использует инновационную технологию снижения выбросов.

На стадии установки надбавки к цене Л/ максимизирующий прибыль монополист снизит пороговое значению А/ для обеспечения полного распространения инновационной технологии снижения выбросов. Если пороговое значение строго отрицательно. надбавка к цене Л/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования не имеет смысла, поскольку ни одна из фирм производственного сектора не использует инновационную технологию снижения выбросов. В случае М = 0 монополист безразличен между всеми неотрицательными надбавками к цене Л/. однако его выбор влияет на распространение инновационной технологии снижения выбросов.

Госрегулятор при максимизации национального благосостояния стоит перед следующим выбором. Он может либо обеспечить полное распространение инновационной

технологии снижения выбросов, устанавливая г > Г , полное не использование инно-

1-е

г

вационнои технологии снижения выоросов. устанавливая г < ^ или частичное использование фирмами производственного сектора инновационной технологии, полагая г = ' . Если оптимально либо полное распространение инновационной технологии

снижения выбросов, либо полное ее не использование, государство может реализовать оптимум, полагая т = г+е&(е)'"). или т ■-1У(У'"), соответственно. Однако, если частичное использование фирмами производственного сектора инновационной технологии оптимально, т.е. re[r',r' ], выбор более сложен. В этом интервале г и при условии полного внедрения инновационной технологии регулятору целесообразно установить

ставку налогообложения ниже ' . При условии полного не использования инноваци-

1-е

онной технологии оптимум второго порядка требует установления ставки налогообложения выше г . Установчелийм ставки налогообложения либо - -е, либо

i - с 1-е

г

-е. при s > 0 сколь угодно чалом, юсрсулятор может реализовать оошественно

3 — с

оптимальный совокупный объем выпуска, однако не может реализовать общественно оптимальный уровень распространения инновационной технологии снижения выбросов.

С точки зрения национального благосостояния ранжирование разрешений на выбросы и налогообложения следующее. Если полное не использование инновационной технологии или полное внедрение инновационной технологии общественно оптимально. налогообложение производственного сектора, допускающего выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, по крайней мере настолько же эффективно, как разрешения на выбросы, и строго эффективнее для предельных издержек сокращения выбросов в интервале /■'" <г<г . Ее.".и частичное распространение инновационной технологии более предпочтительно, ранжирование зависит от способности регулятора выбирать положение равновесия, которое обеспечивает общественно оптимальное распределение. Если отбор равновесий возможен, налогообложение производственного сектора, допускающего выбросы в окружающею среду, всегда приводит к осуществлению оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния и. следовательно, превосходит эффективность разрешений на выбросы. Если отбор равновесий невозможен, ранжирование неоднозначно. Для предельных издержек сокращения выбросов, превышающих, но близких к г', налогообложение предпочтительнее, поскольку оно

позволяет реализовать общественно оптимальный совокупный отраслевой объем выпуска продукции и обеспечивает уровень распространения инновационной технологии, более близкий к общественно оптимальном}', чем разрешения на выбросы. Для предельных издержек сокращения выбросов, меньших, по близких к г", разрешения на выбросы обеспечивают более высокий уровень национального благосостояния. Хотя совокупный отраслевой объем выпуска продукции ниже общественно оптимального уровня, это объясняется тем, что госрегулятор старается уравновесить снижение совокупного объема выпуска продукции увеличением уровня распространения инновационной технологии. При использовании в качестве инструмента регулирования налогообложения производственного сектора, допускающею выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, этот компромисс невозможен, и поэтому результат менее желательный с точки зрения национального благосостояния.

Однако для некоторых типов технологии стиму лы к разработке инновационной экологически чистой технологии при использовании в качестве инструмента регулирования выбросов разрешений на загрязнение выше, чем при использовании налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы в окружающую среду (конечно. для всех /■' < г < г". поскольку л = О при использовании налогообложения).

Выше установлено, что государство не может обеспечить общественно оптимальное распределение, используя разрешения на выбросы, поскольку имеются два различных проявления рыночной неэффективности. В диссертации показано, как установление верхней границы цены разрешений на вредные выбросы может способствовать преодолению неэффективности рынка. Смысл установления верхней границы цены разрешений на вредные выбросы состоит в том. что государство выпускает дополнительные разрешения на выбросы при достижении верхней границы цены разрешений. Причина того, что верхняя граница цены разрешений на вредные выбросы может влиять на разработку технологических инноваций в загрязняющих окружающую среду отраслях. состоит в том, что. как показано ниже, верхняя граница цены разрешений накладывает верхнюю границу на надбавку к цепе А/ на каждую продаваемую единицу очистного оборудования. Верхняя граница цены разрешений на вредные выбросы поэтому позволяет госрегулятору непосредственно устранить неэффективности, связанные с наличием рыночной власти в научно-исследователъском секторе, и использовать разрешения на выбросы для интернализации зкетерналий. Однако есть и негативные последствия такого усиления контроля со стороны государегва: стимулы к разработке инноваций оказываются слабее, чем в слу чае отсутствия ограничения на цену разрешений на выбросы.

При введении верхней границы цены разрешений на вредные выбросы, В. как новой переменной регулирования, условия рыночного равновесия меняются следующим образом. В то время как предельные затраты производства «грязного» и «чистого» выпуска продукции должны быть равны цене (условия (13) и (14)), ограничение на количество разрешений на выбросы (15) заменяется условным ограничением Ё = }"' +еУ при Л<В. Это ограничивает цену разрешений на выбросы А(Ё.В) и. следовательно, выигрыш в затратах при сокращении вредных выбросов. Верхняя граница надбавки к цене на каждую продаваемую единицу очистного оборудования М(Ё.В) = (1 -е)тт[Р(£) -С'{Е).В)-г испытывает аналогичное воздействие. Каково бы ни было количество разрешений па выбросы, регулятор теперь может' ограничивать надбавку к цене М на кажду ю продаваемую единиц}' очистного оборудования вплоть до нуля, устанавливая верхнюю границу цены разрешений на вредные выбросы на

уровне В = ' . Это обеспечивает оптимальный уровень распространение инновацион-1-е

ной технологии и оптимальный объем выпуска продукции для всех уровней предель-

ных издержек сокращения выбросов, которые определяют общественную оптимальность частичного внедрения инновационной технологии. Если полное распространение инновационной технологии общественно оптимально, государство может несколько ослабить ограничение монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, и может реализовать общественно оптимальное распределение при условии, что

г < В < P(Y'")~C'(Y"). Итак, получаем следующий результат: если госреплятор мо-1-е

жет накладывать верхнюю границу цены разрешений на вредные выбросы, реализация общественного оптимума возможна при любых уровнях предельных издержек сокращения выбросов.

Хотя реализация оптимума с точки зрения максимизации национального па стадии распространения инновационной технологии представляется выигрышной, она имеет негативные последствия для разработки инновационных технологий. Наложение верхнего ограничения на надбавку к цене монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, на кажду ю продаваемую единицу очистного оборудования, однозначно снижает его прибыль. Только в двух интервалах изменения предельных издержек сокращения выбросов прибыль монополиста, разрабатывающего инновационную технологию, не испытывает влияния верхнего ограничения на надбавку к цене очистного оборудования. Эти интервалы соответству ют очистным технологиям с предельными издержками сокращения выбросов, которые либо избыточны ( г > или область А на рис. 4), .либо достаточно низки (>-<>'" или область С, на рис. 4), чтобы обеспечить оптимум с точки зрения национального благосостояния, даже если установление верхней границы цены разрешений па вредные выбросы не предусмотрено. Для всех других уровней издержек сокращения выбросов, т.е. когда введение верхней границы цены разрешений на зредные выбросы приводит к повышению эффективности, стимулы к разработке инновационных технологий сокращения вредных выбросов снижаются. Стимулы к разработ ке инновационных технологий сокращения вредных выбросов даже снижаются до куля для всех технологий, которые должны быть внедрены только частью фирм производственного сектора ( г < г < г ' или область В на рис. -1). поскольку надбавку к цене монополиста M на кажду ю, продаваемую единицу очистного оборудования равна нулю.

Следующие результаты ориентированы на повышение эффективности эколого-экономической политики. Во-первых, представлен анализ, в каких ситуациях количество разрешений на выбросы, соответствующее оптимуму второго порядка, должно быть выше или ниже объемов выбросов, соответствующих максимуму национального благосостояния. Во-вторых, схемы регулирования выбросов с использованием налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, и с использованием продаваемых разрешений на выбросы ранжированы следующим образом: налогообложение слабо доминирует продаваемые разрешения на выбросы, если полное распространение инновационной технологии сокращения выбросов соответствует максимуму национального благосостояния. Если частичное распространение инновационной технологии сокращения выбросов соответствует максимуму национального благосостояния, и госрегу лятор не имеет механизма отбора эффективной") состояния равновесия при использовании налогообложения производственного сектора, продаваемые разрешения на выбросы предпочтительны, по крайней мере, для некоторых у розней предельных издержек сокращения выбросов. В-третьих, схема регу лирования выбросов с продаваемыми разрешениями на выбросы с верхней границей цены разрешений позволяет достичь статической эффективности, однако снижает стимулы к разработке инновационных технологий снижения вредных выбросов.

Публикации по теме диссертации

Публикации в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определенных ВАК

1. Айдинова Д.Х.-М. Двухсскторная модель регулирования выбросов загрязняющих веществ // Управление экономическими системами: (электронный научный журнал), 2010. - № 4 (24). - 0,4 п.л.

2. Айдинова Д.Х.-М. Моделирование и анализ инструментов регулирования вредных производственных выбросов конкурентной отрасли // Бизнес. Образование. Право. Вестник Волгоградского института бизнеса. - 2010. - № 14. - 0,5 п.л.

3. Айдинова Д.Х.-М. Моделирование эколого-экономической политики при наличии несовершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий // Управление экономическими системами: (электронный научный журнал), 2011.-№ 1 (25).-0,5 п.л.

Публикации в других изданиях

4. Айдинова Д.Х.-М. Моделирование оптимальной политики налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду // Тенденции, проблемы и перспективы развития социально-экономических систем (межвузовский сборник научных трудов) - М.: МИСОН, 2008. - 0,5 п.л.

5. Айдинова Д.Х.-М. Моделирование и анализ эффективности эколого-экономической политики // Сборник научных трудов Всероссийских научных чтений «Математическая экономика и экономическая информатика». - Кисловодск: Изд-во РГЭУ (РИНХ), 2010. - 0,3 п.л.

6. Айдинова Д.Х.-М. Сравнительный анализ эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов // Современные научные исследования. - 2010, № 3. - Кисловодск: Издат. Центр КИЭП. - 0,7 п.л.

7. Айдинова Д.Х.-М. Моделирование регулирования вредных производственных выбросов с использованием в качестве инструмента продаваемых разрешений на выбросы // Современные научные исследования. - 2010, № 4. - Кисловодск: Издат. Центр КИЭП,- 0,3 п.л.

8. Айдинова Д.Х.-М. Соотношение между издержками сокращения выбросов загрязняющих веществ и соответствующими оптимуму второго порядка количеством разрешений на выбросы и объемом выпуска продукции // Современные научные исследования. - 2011, № 1. - Кисловодск: Издат. Центр КИЭП. - 0,7 п.л.

Подписано в печать 07 февраля2011 г. Формат 60x84/16. Бумага типографская №1. Гарнитура Таммс. Усл. печ. л. 1,3. Тираж 118 экз. Заказ 124 Издательский центр Кисловодского института экономики и права. 357700, Кисловодск, ул. Р.Люксембург, 42

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Айдинова, Диана Хаджи-Муратовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ВНЕШНИЕ ЭФФЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

1.1. Частные и общественные издержки, отрицательные экстерналии и неэффективность рынка

1.2. Формы государственного вмешательства и интернализация внешних эффектов

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

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНСТРУМЕНТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВЫБРОСОВ КОНКУРЕНТНОЙ

ОТРАСЛИ

2.1. Экономико-математическая модель регулирования производственных выбросов с использованием в качестве инструмента продаваемых разрешений на выбросы

2.2. Оптимум с точки зрения максимизации национального благосостояния

2.3. Моделирование оптимальной политики сокращения вредных выбросов при наличии совершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий

2.4. Моделирование оптимальной политики сокращения вредных выбросов при наличии рыночной власти в научно-исследовательском секторе

2.4.1. Характеристики рыночного равновесия

2.4.2. Надбавка монополиста, разрабатывающего технологию сокращения вредных выбросов, к цене очистного оборудования

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫМ АНАЛИЗ ИНСТРУМЕНТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ВЫБРОСОВ В ОПТИМУМЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА

3.1. Выбор количества разрешений на выбросы загрязняющих веществ, соответствующего оптимуму второго порядка

3.2. Соотношение между издержками сокращения выбросов загрязняющих веществ и соответствующими оптимуму второго порядка количеством разрешений на выбросы загрязняющих веществ и объемом выпуска продукции

3.3. Налоговая политика в оптимуме второго порядка

Диссертация: введение по экономике, на тему "Моделирование и оптимизация инструментов регулирования вредных производственных выбросов"

Актуальность темы исследования. Экологические проблемы занимают все более важное место в системе мировых приоритетов. В качестве главного виновника экологической деградации часто называют экономику. Первостепенное значение для разрешения противоречий между экономикой и природой имеет формирование устойчивого типа экономического развития. Главной причиной критической экологической ситуации является сложившийся техногенный, природоразрушающий тип. И без формирования устойчивого, экологосбалансированного типа экономического развития невозможно решать стоящие перед страной социально-экономические задачи. В условиях перехода к рыночной экономике возникает и целый ряд новых, слабо изученных эколого-экономических проблем. Среди них проблемы сочетания прямых и рыночных механизмов регулирования, эффективности и платности природопользования, создания системы стимулирования природоохранной деятельности.

Регулирование выбросов загрязняющих веществ играет ведущую роль в стимулировании разработки инновационных экологически чистых технологий. В последние несколько десятилетий ужесточение эколого-экономической политики в развитых странах привело к формированию научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных технологий сокращения вредных выбросов.

Важной характеристикой научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных экологически чистых технологий, как всех отраслей, разрабатывающих новые технологии, является несовершенная конкуренция. Эффект экономии от масштаба (проявляющийся в снижении долговременных средних издержек производства на единицу продукции), высокие постоянные затраты в форме инвестиций в исследование, разработку и производство инновационных технологий, защита прав интеллектуальной собственности патентами - вот основные черты рыночной структуры научно-исследовательского сектора. В силу наличия рыночной власти в научно-исследовательской отрасли цена, которую должны платить загрязняющие окружающую среду предприятия производственной отрасли для очистки единицы выпуска продукции, превышает реальные экономические затраты сокращения выбросов загрязняющих веществ.

Достоверные количественные результаты, касающиеся выбора наиболее эффективного инструмента эколого-экономической политики в различных условиях, могут быть получены в рамках строгих экономико-математических моделей производственного сектора с учетом загрязнения окружающей среды и конкурентного научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные экологически чистые технологии. Этим и определяется актуальность диссертационного исследования.

Степень разработанности проблемы. Анализу взаимосвязи экономических и экологических проблем, определению показателей эффективности природопользования и охраны окружающей среды, анализу экологических издержек хозяйственной деятельности, а также определению экономического ущерба от загрязнения окружающей среды и экономического оптимума загрязнения окружающей среды посвящены труды отечественных ученых Бобылева С.Н., Герасимовича В.Н., Глухова В.В., Глушковой В.Г., Голуба A.A., Дудова A.C., Лисичкиной Т.В., Макара C.B., Минца A.A., Нестерова А.П., Нестерова П.М., Папенова К.В., Русина И.И., Тяглова С.Г., Ходжаева А.Ш. и др., также зарубежных ученых Бейтмана И., Вэриана X., Гулдера JL, Кроппера М., Отса У., Пирса Д., Робинсона Н., Скотта Э., Тайтенберга Т. и др.

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 принципам определения платы за пользование окружающей средой и за выбросы загрязняющих веществ посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Биглайзера Ж., Блэкмана А., Витта М.Б., Герасимовича В.Н., Голуба A.A., Гофмана К.Г., Гусева A.A., Дасгупты П., Джаффе А., Коуза Р., Овчинниковой Н.В., 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.

Проблемы взаимодействия экономического роста и окружающей среды, механизмы государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые технологии исследуются в работах Бобылева С.Н., Бовенберга А., Гроссмана Ж., Дорнбуша Р., Коскела Е., Крюгера А., Нордхауса У., Дугаева О.М., Перри Я., Потерба Дж., Реквейта Т., Сандмо А., Смалдерса С., Скитер H.H., Стиглица Дж., Тарновского С., Элайсона JI. и др.

Вместе с тем, недостаточно изучены проблемы оптимизации эколого-экономической политики при наличии совершенной и несовершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий. Важна проблема анализа эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов (продаваемых разрешений на загрязнение и налогообложения производственных предприятий) в оптимуме второго порядка. Решение этих проблем требует разработки адекватных экономико-математических моделей, что и определило тему и постановку задач диссертационного исследования.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются предприятия производственного сектора, допускающие загрязнение окружающей среды, и научно-исследовательского сектора, разрабатывающие инновационные технологии сокращения вредных выбросов. Предметом исследования являются процессы государственного регулирования загрязнения окружающей среды предприятиями производственного сектора.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования заключается в анализе эффективности и оптимизации инструментов государственного регулирования выбросов загрязняющих веществ. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработка экономико-математической модели регулирования вредных выбросов конкурентной производственной отрасли с использованием в качестве инструмента продаваемых разрешений на загрязнение;

- моделирование и анализ оптимальной политики сокращения вредных выбросов при наличии совершенной конкуренции на рынке инновационных экологически чистых технологий;

- анализ и оптимизация эколого-экономической политики при наличии рыночной власти в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем технологию сокращения вредных выбросов;

- сравнительный анализ эффективности инструментов регулирования вредных производственных выбросов (продаваемых разрешений на загрязнение и налогообложения производственных предприятий) в оптимуме второго порядка;

- анализ влияния введения верхней границы цены продаваемых разрешений на выбросы на эффективность регулирования выбросов загрязняющих веществ.

Теоретическая и эмпирическая база исследования. Диссертационное исследование основано на фундаментальных разработках отечественных и зарубежных ученых-экономистов по региональной экономике, теории внешних эффектов и несостоятельности рынка, фискальному федерализму, экономике благосостояния, теории фирмы, теории налогообложения, методам оптимизации.

Информационно-документальной базой исследования послужили статистические материалы Федеральной службы государственной статистики, законодательные акты Российской Федерации; решения и нормативные акты Правительства Российской Федерации и Министерства природных ресурсов РФ, регулирующие загрязнение окружающей среды субъектами рынка в процессе их производственной деятельности; материалы научно-практических конференций, публикации в периодической печати, тематические Интернет-ресурсы.

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, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений» 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: экономико-математического моделирования, теории динамической оптимизации, теории игр, теории полезности, анализа обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных, сравнительной статики равновесия, графический, расчетно-конструктивный.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии методологии математического моделирования и оптимизации инструментов эколого-экономической политики. В диссертации получены следующие результаты:

- разработана экономико-математическая модель регулирования выбросов загрязняющих веществ производственных предприятий, учитывающая наличие научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные технологии сокращения вредных выбросов, которая позволяет оптимизировать эколого-экономическую политику в зависимости от уровня вредных выбросов в окружающую среду в расчете на единицу продукции, совокупных отраслевых производственных затрат, ущерба окружающей среде, доли отраслевого использования инновационной экологически чистой технологии и издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ;

- доказано, что если научно-исследовательский сектор, разрабатывающий инновационные экологически чистые технологии, является совершенно конкурентным, государство может достичь оптимума с точки зрения максимизации национального благосостояния, выпуская оптимальное количество разрешений на выбросы загрязняющих веществ или устанавливая ставку экологического налога на оптимальном уровне, что позволило вычислить максимизирующие национальное благосостояние объемы выпуска продукции производственного и научно-исследовательского секторов, долю объема продукции, полученной с использованием инновационной технологии, уровни сокращения загрязнения и общественную выгоду от внедрения экологически чистых производственных технологий;

- выяснено, как наличие несовершенной конкуренции в научно-исследовательском секторе воздействует на характеристики рыночного равновесия и на оптимальную политику сокращения вредных выбросов, что позволяет рассчитать прибыль производственного сектора, равновесную цену разрешений на выбросы загрязняющих веществ, равновесный уровень устраненных вредных выбросов, величину лицензионного платежа за использование инновационной технологии сокращения выбросов и прибыль научно-исследовательского сектора в зависимости от доли объема продукции, производимой с использованием экологически чистых технологий;

- проведен сравнительный анализ субоптимальных (соответствующих наличию рыночной власти в научно-исследовательском секторе, разрабатывающем инновационные технологии сокращения вредных выбросов) характеристик таких инструментов эколого-экономической политики, как продаваемые разрешения на выбросы и налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, для различных комбинаций интенсивности вредных выбросов, предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ и степени распространения в производственном секторе экологически чистых технологий;

- доказано, что введение госрегулятором верхней границы цены разрешений на выбросы загрязняющих веществ позволяет устранить неэффективности, связанные с наличием рыночной власти в научно-исследовательском секторе, и использовать разрешения на выбросы для интернализации отрицательных экстерналий, что позволяет определить оптимальное сочетание инструментов, имеющихся у федеральных и региональных властей для достижения поставленных целей регулирования загрязнения окружающей среды.

Практическая значимость полученных результатов. 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. Разработанная модель регулирования выбросов загрязняющих веществ производственных предприятий учитывает наличие научно-исследовательского сектора, разрабатывающего инновационные технологии сокращения вредных выбросов, и позволяет осуществлять эффективную эколого-экономическую политику в зависимости от ущерба окружающей среде, издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ и объема вредных выбросов. Модель эколого-экономической политики при наличии несовершенной конкуренции в научно-исследовательском секторе позволяет рассчитать характеристики равновесия на национальном рынке продаваемых разрешений на выбросы, величину лицензионного платежа за использование инновационной технологии сокращения выбросов и прибыль научно-исследовательского сектора в зависимости от доли использования отраслью инновационных технологий сокращения выбросов.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором на Всероссийском симпозиуме «Математические модели и информационные технологии в экономике» (г. Кисловодск, 2007), IX Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Кисловодск, 2008, весенняя сессия), Международной научно-практической конференции «Конкуренция и конкурентоспособность. Организация производства конкурентоспособной продукции» (г. Новочеркасск, 2009), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы социально-экономического развития» (г. Кисловодск, 2009), XI Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Сочи, 2010, осенняя сессия), Всероссийских научных чтениях «Математическая экономика и экономическая информатика» (г. Кисловодск, 2010).

Результаты диссертационного исследования используются Кисловодским институтом экономики и права в учебном процессе и включены в структуру учебных дисциплин «Экономико-математическое моделирование», «Экономика природопользования» и «Микроэкономика».

Публикации. Основные результаты исследования отражены в опубликованных автором 8 печатных работах общим объемом 3,9 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Текст диссертации изложен на 139 страницах, включает 11 рисунков. Список использованной литературы содержит 132 источника.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Айдинова, Диана Хаджи-Муратовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экстернальные эффекты, к которым относится загрязнение окружающей среды в результате производственной деятельности, влекут за собой дополнительные издержки хозяйствующих субъектов. С точки зрения двух субъектов собственности — общества и предпринимателя, экономические интересы различны: общество заинтересовано уменьшить ущерб от загрязнения, а предприниматель — природоохранные издержки, которые отражаются на основных экономических показателях производства. Таким образом, необходим механизм регулирования воздействия на окружающую среду. Суть регулирования заключается в интернализации экстернальных издержек, т.е. обществу необходимо превратить внешние издержки во внутренние и заставить предпринимателя оплатить ущербы окружающей среды, связанные с его деятельностью. Государственные механизмы регулирования вредных выбросов выполняют две функции: возмещают экономический ущерб от загрязнения и стимулируют разработку экологически чистых технологий. Надежные количественные результаты, касающиеся оптимального налогообложении фирм, производящих вредные выбросы, а также принятия оптимальной стратегии экологического аудита, могут быть получены в рамках адекватных экономико-математических моделей процессов разработки и распространения инновационной технологии и сокращения вредных выбросов.

Регулирование выбросов загрязняющих веществ играет ведущую роль в стимулировании разработки инновационных экологически чистых технологий. В последние несколько десятилетий ужесточение эколого-экономической политики в развитых странах привело к формированию научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных технологий сокращения вредных выбросов.

Важной характеристикой научно-исследовательской отрасли, специализирующейся на производстве инновационных экологически чистых технологий, как всех отраслей, разрабатывающих новые технологии, является несовершенная конкуренция. Эффект экономии от масштаба (проявляющийся в снижении долговременных средних издержек производства на единицу продукции), высокие постоянные затраты в форме инвестиций в исследование, разработку и производство инновационных технологий, защита прав интеллектуальной собственности патентами - вот основные черты рыночной структуры научно-исследовательского сектора. В силу наличия рыночной власти в научно-исследовательской отрасли цена, которую должны платить загрязняющие окружающую среду предприятия производственной отрасли для очистки единицы выпуска продукции, превышает реальные экономические затраты сокращения выбросов загрязняющих веществ. Однако в большинстве работ, посвященных анализу взаимодействия между экологическим регулированием и технологическими инновациями, игнорируются несовершенства рынка инноваций и предполагается, что цена инновационных экологически чистых технологий соответствует истинным экономическим затратам.

В настоящей работе получены следующие основные результаты. Построена экономико-математическая модель регулирования вредных производственных выбросов конкурентного производственного сектора. Проведено сравнение таких инструментов государственного регулирования выбросов, как налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ, и продаваемых квот на выбросы. Проведенный анализ показывает, что если имеется только один провал рынка - отрицательные экстерналии, создаваемые вредными производственными выбросами, то для восстановления эффективности рынка достаточен единственный инструмент регулирования (продаваемые разрешения на вредные выбросы или налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду).

Построена двухсекторная модель совершенно конкурентного производственного и научно-исследовательской отрасли (монополии), специализирующейся на производстве инновационных технологий сокращения вредных выбросов, которая позволяет вычислить максимизирующие национальное благосостояние объемы производства каждого из секторов, уровни сокращения загрязнения, общественную выгоду от инновации и прибыль научно-исследовательского сектора.

Выведены соответствующие оптимуму второго порядка характеристики таких инструментов эколого-экономической политики, как продаваемые разрешения на выбросы и налогообложение предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду для всех комбинаций интенсивности вредных выбросов и предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ. Проведено сравнение количества разрешений на выбросы, соответствующего оптимуму второго порядка, с объемами выбросов, соответствующих максимуму национального благосостояния. Установлено, что объемы выбросов загрязняющих веществ, соответствующих оптимуму второго порядка, могут быть и выше, и ниже объемов выбросов, соответствующих максимуму национального благосостояния, в зависимости от реальных предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ. Может ли применение в качестве инструмента регулирования налогообложения предприятий производственного сектора, допускающих выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, обеспечить реализацию максимума национального благосостояния, зависит от способности госрегулятора отбирать эффективное положение равновесие в случае, когда имеется множество положений равновесия, и только одно из них эффективно. Проведено сравнение схем регулирования выбросов с использованием налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, и с использованием продаваемых разрешений на выбросы, с точки зрения максимизации национального благосостояния. Выяснено, что для некоторых технологий продаваемые разрешения на выбросы могут обеспечить большие стимулы к разработке инноваций, тогда как налогообложение производственного сектора может быть более эффективным на стадии внедрения инноваций.

Дальнейшие результаты касаются анализа влияния введения верхней границы цены продаваемых разрешений на выбросы на распространение инновационной технологии и на стимулы к разработке инноваций. Доказано, что регулирование выбросов с использованием в качестве инструмента продаваемых разрешений на выбросы с установленной верхней границей цены разрешений позволяет достичь статической эффективности, однако снижает стимулы к инновационным разработкам.

Стимулирование разработки инновационных экологически чистых технологий является основной долгосрочной целью эколого-экономической политики. Однако эффекты воздействия рыночной власти в научно-исследовательском секторе на регулирование загрязнения окружающей среды и, в особенности на выбор инструментов регулирования изучены очень слабо. В настоящей диссертации уделено внимание разработке модели регулирования загрязнения окружающей среды с использованием разрешений на вредные выбросы с учетом взаимодействия с рыночной властью в научно-исследовательском секторе.

Следующие результаты ориентированы на оптимизацию эколого-экономической политики. Во-первых, представлены ясные результаты, касающиеся того, когда количества разрешений на выбросы, соответствующие оптимуму второго порядка, быть выше или ниже объемов выбросов, соответствующих максимуму национального благосостояния. Во-вторых, схемы регулирования выбросов с использованием налогообложения производственного сектора, допускающего выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, и с использованием продаваемых разрешений на выбросы ранжированы следующим образом: налогообложение слабо доминирует продаваемые разрешения на выбросы, если полное распространение инновационной технологии сокращения выбросов соответствует максимуму национального благосостояния. Если частичное распространение инновационной технологии сокращения выбросов соответствует максимуму национального благосостояния, и госрегулятор не имеет механизма отбора эффективного состояния равновесия при использовании налогообложения производственного сектора, продаваемые разрешения на выбросы предпочтительны по крайней мере для некоторых уровней предельных издержек сокращения выбросов загрязняющих веществ. В-третьих, схема регулирования выбросов с продаваемыми разрешениями на выбросы с верхней границей цены разрешений позволяет достичь статической эффективности, однако снижает стимулы к инновационным разработкам.