Применение метода DCF для оценки экономической целесообразности замещения природных ресурсов

В настоящее время проблема замещения природных ресурсов представляется особо актуальной в связи с истощением углеводородного сырья и поисками ресурса-заменителя. Применительно к различным секторам экономики, конкретным производственным процессам и объектам отыскиваются разные альтернативные решения замещения традиционных ресурсов. Например, поиск ресурсов заменителей топлива, произведенного из нефти, привел к созданию двигателей, работающих на этаноле, биогазе, солнечной энергии, водороде и т.д. Производство тепла и электричества предлагается ориентировать на использование силы ветра, солнечной энергии, геотермального тепла и других возобновляемых энергоресурсов. Результаты такого изменения в структуре мирового энергетического баланса наглядно отражены в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Изменение структуры потребления энергоносителей в мировой экономике

Принципиальные экономические аспекты, отражающие целесообразность замещения традиционных природных ресурсов ресурсами-заменителями, впервые были рассмотрены в работах Хотеллинга, который открыл зависимость роста цен на добываемые природные ресурсы от банковской ставки рефинансирования, т.е. Р_т = P_t •(l + r)^/_f.

Фактические значения цен отличаются от приведенной выше зависимости в силу влияния на них различного рода внешних факторов. Особенно ярко такая неравномерная динамика проявляется при исследовании цен на нефть. Тем не менее рост цен на истощаемые природные ресурсы — углеводородное сырье, руды цветных металлов, полиметаллические и железные руды — является непреложным фактом. Исходя из этого экономисты делают вывод о неизбежности наступления момента t* (рис. 7.3), когда использование ресурса-заменителя будет экономически целесообразно по сравнению с традиционным природным ресурсом.

При этом упускаются из виду экологические аспекты производства (добычи) как традиционного природного ресурса, так и ресурса заменителя.

Рис. 73. Гипотетический график определения экономически оправданного момента замещения традиционного природного ресурса ресурсом-заменителем:

• --затраты на добычу традиционного ресурса;-----затраты на добычу
• (производство) единицы ресурса-заменителя

В общем виде оценка потребности в замещаемом ресурсе должна основываться на следующих соотношениях:

• 1) объем замещающего ресурса Q¹ должен соответствовать объему замещаемого ресурса Q⁰, т.е. Q° < kQ}, где k — коэффициент трансформации ресурса. Этот коэффициент показывает пропорцию для перевода замещающего ресурса в замещаемый. Например, если территория прежнего городского парка отводится под магистраль и выделяется адекватная территория для организации нового городского парка, то этот коэффициент равен единице. Если же рассматривается замена нефти для получения бензина на уголь, из которого также получают искусственный бензин, то этот коэффициент будет больше единицы. Таким образом, для замещения природного ресурса необходимо иметь замещающий ресурс в объеме, не меньшем Q¹;
• 2) использование ресурса-заменителя должно быть экономически целесообразным. Если рассматривать годовые доходы от использования ресурсов, то условие экономической целесообразности следует записать следующим образом:

где Р — цена за единицу замещаемого природного ресурса; Q¹ (Q⁰) — объем замещающего (замещаемого) природного ресурса; КС¹ (КС⁰) — текущие затраты на добычу, трансформацию или эксплуатацию замещающего (замещаемого) природного ресурса.

При этом не рассматриваются экологические аспекты замещения традиционных природных ресурсов ресурсами-заменителями. В тех случаях, когда природный ресурс замещается вторичными ресурсами (отходами) от производства, данное условие следует уточнить за счет сокращения ущерба окружающей среде. Для общества сокращение ущерба является дополнительным доходом, а для предприятия дополнительным доходом является сокращение платежей. В качестве примера можно рассматривать замещение природного газа биогазом. Для общества условие экономической целесообразности должно включать в левую часть неравенства величину предотвращаемого ущерба АК((2^|) от использования отходов в объеме (2¹ в качестве замещающего ресурса:

Приведенные выше зависимости не исчерпывают проблему комплексного эколого-экономического анализа замещения природных ресурсов. При использовании ресурса-заменителя возникает необходимость изменения технологии использования этого ресурса для получения необходимого для общества продукта или результата. Например, замещение бензина водородом или этанолом приводит к необходимости изменять конструкцию двигателя автомобиля. Это в свою очередь приводит к изменению функционирования предприятий, которые производят эти двигатели. Иначе говоря, вся цепочка от добычи первичного ресурса до получения конечного продукта или требуемого результата претерпевает изменения.

Природно-продуктовые цепочки позволяют исследовать природоем- кость производства в стране (регионе). При такого рода анализе прежде всего рассчитываются показатели природоемкости:

• • отношение стоимости используемых (добываемых) природных ресурсов к ВВП;
• • отношение ущерба от загрязнения окружающей среды к ВВП.

Более детальная оценка природоемкости может быть выполнена применительно к конкретному виду продукции, при этом определяются затраты природного ресурса на единицу конечной продукции (например, количество земли на производство 1 т зерна; количество леса на производство 1 т бумаги и др.), а также ущерб от загрязнения окружающей среды на единицу конечной продукции. Чем меньше показатель (коэффициент) природоемкости, тем эффективнее используется природный фактор, тем меньше отходы и загрязнения.

По «природному капиталу» на душу населения Россия превосходит США и Канаду, вместе взятых, в 10, Западную Европу — в 27 раз, а по показателю ВВП на душу населения отстает от США в 5 раз, Японии — в 4 раза, Германии — 3,5 раза. При этом природоемкость России резко отличается от ведущих стран мира, в том числе энергоемкость на единицу конечной продукции в России больше, чем в развитых странах, в 2—3 раза (табл. 7.6).

Таблица 7.6

Показатели природоемкости для ряда стран мира

В России удельные выбросы окислов серы, которые приводят к кислотным дождям и деградации больших площадей лесов и земель, в 20 раз выше, чем в Японии или Норвегии.

Построение природно-продуктовой цепочки позволяет оценить резервы в каждом ее звене и выявить резервы природных ресурсов, которые сейчас используются нерационально. Кроме того, в каждом звене цепочки можно определить загрязнение окружающей среды.

При переходе к ресурсу-заменителю следует учесть изменение следующих показателей:

• 1) изменение затрат на анализируемый конечный результат (продукт) как разницы между затратами на достижения результата (производство конечного продукта) в варианте использования ресурса-заменителя и в базовом варианте — F_x
• 2) изменение суммарного по всем звеньям природно-продуктовой цепочки ущерба от загрязнения окружающей среды как разницы между ущербом от загрязнения окружающей среды в варианте использования ресурса-заменителя и в базовом варианте — F₂
• 3) изменение затрат на другие конечные результаты (продукты), получаемые в результате цепочек, в основе которых находится разность между затратами при использовании ресурса-заменителя и при использовании базового варианта — F₃, т.е. экстернального эффекта.

При замещении природного ресурса необходимо провести комплексную оценку использования ресурса-заменителя на основе анализа природно-продуктовых цепочек и расчет суммы указанных выше показателей: F_x + F₂ + F₃. Переход к ресурсу-заменителю с точки зрения общества в целом целесообразен при выполнении условия:

где f₁¹+F₂¹+_JF₃¹ (Fj° + F? +??) ^— суммарное изменение показателей после (до) замещения традиционного природного ресурса.

Таким образом, при определении вариантов достижения требуемого конечного продукта (результата) /= 1, 2,..., L необходимо максимизировать

Для каждого из звеньев природно-продуктовой цепочки i е I известны затраты на добычу Z, единицы природного ресурса (производство промежуточного продукта, конечного продукта или результата); причиняемый ущерб от загрязнения окружающей среды У_г; предельный объем добычи (производства) г-ro ресурса (продукта) Поскольку звенья природнопродуктовой цепочки связаны дугами (i,f), то для каждой дуги следует указать долю г-го ресурса (продукта) для получения единицы у'-го продукта йф объем г-го ресурса (продукта) для получения единицы у-го продукта k_Yj (коэффициент трансформации). При этом искомыми величинами являются X, — объемы добычи (производства) ресурса (продукта), которые обеспечат удовлетворение спроса общества в получении конечного продукта (результата) в объеме не менее ЛГ,-, ie 1^к с 1. Базовый вариант производства конечного продукта (достижения требуемого результата) также характеризуется определенными величинами ущерба окружающей среды У⁰ и затратами Z⁰.

В более простой постановке, г.е. без учета экстернальных эффектов, получаем:

Данная задача является задачей линейного программирования и может быть решена с помощью известных методов линейного программирования, например, методом искусственного базиса или М-методом. Для учета экстернального эффекта, т.е. третьей составляющей комплексного критерия оптимальности, необходимо учесть ответвления от основной цепочки, в которую входят базовый и альтернативные варианты использования ресурсов (ресурсов-заменителей).

Дальнейшее развитие данной модели следует провести в направлении учета фактора времени. Это позволит учесть влияние научно-технического прогресса, который может проявляться в снижении затрат на добычу (производство) ресурса-заменителя, рост затрат на добычу (производство) традиционного ресурса, снижении запасов или возможностей добычи (производства) ресурса. При этом размерность задачи резко возрастет, но появятся возможности прогноза момента полного или частичного замещения природного ресурса ресурсами-заменителями.

Конец XX в. ознаменовался обострением проблемы размещения, утилизации и вторичного использования промышленных отходов различных производств в развитых странах. В настоящее время эта проблема рассматривается как грядущий «кризис отходов». Сложность решения насущной проблемы отходов предопределила появление нового направления природоохранной политики — управления отходами, включающего совершенствование организации сбора отходов, их переработки, сжигания, захоронения, а также стимулирование мероприятий по вовлечению отходов в хозяйственный оборот и предотвращению их образования.

Анализ экологических проблем освоения недр показывает, что в основу рационального недропользования должны быть положены эффективные механизмы управления потенциалом недр с целью сохранения (поддержания) его функций как части природной среды. Это предполагает минимизацию отходов производства, максимально полное их использование с получением дополнительной продукции, а также реабилитацию недр и земной поверхности, нарушенных освоением месторождений полезных ископаемых.

Все развитые страны мира пришли к пониманию необходимости проведения согласованной политики и усиления государственного регулирования в области обращения с отходами, а также концентрации на национальном уровне ответственности за управление ими. В структуре государственного управления этих стран созданы специализированные структуры и официальные органы, ответственные за управление отходами.

Получение электроэнергии путем сжигания ископаемых твердых топлив — угля, сланцев, торфа и т.п. — неминуемо сопровождается возникновением отходов — зол и шлаков. Золы уноса обычно составляют 70—90% в общем балансе твердых отходов при сгорании углей.

Побочные продукты сжигания угля используются главным образом для замещения природных ресурсов при производстве строительных материалов, в гражданском и дорожном строительстве, при обустройстве шахт, а также с целью рекультивации и восстановления карьеров. Использование побочных продуктов сжигания угля имеет определенные экологические преимущества: сохранение природных ресурсов, энергосбережение, снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сокращение земель для складирования золошлаков, уменьшение негативного воздействия на здоровье и жизнедеятельность людей.

В России проблема размещения и утилизации отходов столь же остра, как и во всем мире. Отходы представляют реальную угрозу экологической безопасности страны, негативно влияют на окружающую среду, вредят здоровью человека. Например, объем накопленных золошлаковых отходов угольной промышленности Сибири составляет свыше 500 млн т. Ежегодный выход превышает 12 млн т при уровне использования около 3,5 млн т, что составляет 28% от ежегодного выхода. По объему накопленных золошлаков к высокозольным регионам Сибирского федерального округа относятся Иркутская, Омская и Новосибирская обл., Красноярский край.

В других странах проблема утилизации золошлаковых отходов решается более радикально. Например, в Индии успешно работает система управления золошлаками: из 200 млн т «летучей золы» утилизируется около 100 млн т, т.е. почти 50%. Золошлаковые отходы используются для производства цемента, кирпича, тротуарной плитки, производства пены для пожаротушения, проводится рекультивация золоотвалов.

В России эффективная система управления отходами до сих пор не разработана, современные инструменты управления в полной мере не применяются.

На современном этапе развития экономики России все большее внимание привлекается к вопросам рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды от загрязнения. Это диктуется стремлением промышленных предприятий повысить эффективность производства продукции, снизить или полностью устранить негативное воздействие на природную среду. В промышленности около 70% затрат приходится на сырье, материалы и энергию, цены на которые постоянно увеличиваются. Наряду с этим ужесточились требования к охране окружающей среды, возросла стоимость земли, необходимой для отвалов и полигонов, поэтому в условиях постоянно нарастающего дефицита и удорожания природных ресурсов рациональное и эффективное их использование является важным условием устойчивой работы предприятий различных отраслей промышленности и обеспечения их конкурентоспособности.

Вещественный состав многих твердых угольных отходов и наличие технических решений в виде технологий по переработке позволяют рассматривать их в качестве техногенного сырья для производства некоторых видов промышленной продукции. Добыча, переработка и сжигание углей сопровождается образованием твердых отходов в виде шахтных и вскрышных пород, хвостов обогащения, золы и шлаков. На стадии добычи мировой ежегодный объем образования отходов составляет около 1 млрд т, обогащения — 50 млн т и сжигания — 100 млн т. В большинстве случаев они являются отходами производства, а предприятия, на которых образуются отходы, несут материальные и финансовые затраты на сбор, хранение и выплату штрафов за загрязнение окружающей среды. Утилизация золы в качестве отходов позволит снизить загрязнение окружающей среды, которое происходит в результате накопления отходов на территории ТЭЦ или ГРЭС.

Использование отходов производства, в том числе золошлаковых, в качестве вторичных ресурсов позволит снизить энерго- и материалоемкость ВВП. Наиболее перспективные источники и направления использования техногенных отходов в производстве строительных материалов представлены в табл. 7.7.

Для создания эффективной системы комплексной переработки зол уноса необходима разработка современных технологий и создание специализированных предприятий, использующих накопленные отходы в качестве техногенного месторождения; формирование адекватной институциональной среды; определение экономических показателей, которые обеспечивают экономическую целесообразность использования золошлаковых отходов.

Перспективные направления использования техногенных месторождений отходов в производстве строительных материалов

Техническая сложность переработки и вторичного использования золошлакоматериалов состоит в том, что при сжигании углей в котлах ТЭС получаются отходы, различающиеся по химическому составу, дисперсности, содержанию кокса. Причинами нестабильности указанных параметров являются:

• 1) вариация состава углей, поступающих на сжигание (определяется в свою очередь вариацией состава угля в месторождении и качеством обогащения);
• 2) условия подготовки (помола) угля перед запуском в котел;
• 3) условия в котле (сильно различаются в моменты пуска/останова) и в стационарном режиме;
• 4) условия улавливания и сбора твердых остатков.

Для применения золошлакоматериалов ТЭС в промышленности строительных материалов, дорожном строительстве и других отраслях необходимо:

• • разрабатывать технические условия и паспорта по золошлакоматери- алам каждой ТЭС для предложения их на рынок, технологические регламенты на конкретные технологии производства строительных материалов на основе золы и шлаков и соответствующие бизнес-планы;
• • создать системы отбора, хранения и транспортировки сухой золы с учетом тенденции ее потребления;
• • разработать технические условия отбора золошлаковой смеси с золо- отвалов.

Утилизация золошлаков помогает сохранить природные минерально- сырьевые ресурсы, снизить энергопотребление и выбросы парниковых газов в атмосферу за счет сокращения добычи и производства продуктов, которые могут быть заменены продуктами сжигания угля. Использование золошлаков способствует устойчивому развитию региона, а также имеет существенные экологические и технические преимущества при все более ограничивающем и повышающем требования к их утилизации экологическом законодательстве. При переработке 100 тыс. т золошлаковых отходов можно получить:

• • вторичный уголь — 10—12 тыс. т;
• • железорудный концентрат — 1,5—2 тыс. т;
• • золото — 20—60 кг;
• • строительный материал (инертная масса) — 60—80 тыс. т.

Исходя из вышесказанного следует выделить набор факторов, которые должны быть учтены при оценке экономической эффективности использования золошлаков в качестве заменителя минерально-сырьевых ресурсов (табл. 7.8).

Таблица 7.8

Факторы формирования экономической эффективности замещения минерально-сырьевых ресурсов золошлаковыми отходами

Оценка экономической эффективности добычи ресурса обычно оценивается с помощью показателя чистого дисконтированного дохода (NPV).

Для замещаемого минерально-сырьевого ресурса этот показатель рассчитывается по формуле

Эффективность использования ресурса-заменителя определяется по формуле

В приведенных выше формулах оценка NPV проводится, начиная с момента ?*, в который предполагается заменить минерально-сырьевой ресурс на горизонте использования проводимой замены, равный Т. Экономически оправданным замещение минерально-сырьевого ресурса будет в том случае, если выполняется условие:

При проведении расчетов возможна такая ситуация, когда данное неравенство не выполняется. Это говорит о том, что замещение экономически не оправданно в силу более высоких затрат на производство ресурса-заменителя.

С учетом роста цен на замещаемый ресурс и снижения цен на ресурс- заменитель момент времени, когда неравенство экономической целесообразности замещения минерально-сырьевого ресурса золошлаковыми отходами будет целесообразен, наступит в будущем. Для определения этого момента времени необходимо провести оценку NPV* и NPV_i°, последовательно увеличивая год t* до тех пор, пока неравенство экономической целесообразности использования ресурса-заменителя не окажется выполненным. По данным, приведенным на рис. 7.4, видно, что момент экономически целесообразного начала использования ресурса-заменителя наступает в год f = 2017.

Решающим фактором экономической целесообразности замещения минерально-сырьевых ресурсов является соотношение цен на природный ресурс и ресурс-заменитель. Например, цена на золу уноса в Свердловской обл. составляла 500 руб/т, а песка, добываемого из карьера, — около 180 руб/т. В таких условиях производителям строительных материалов экономически оправданно получить лицензию на разработку карьера и добывать песок. Максимальный уровень цен на золу уноса, при котором экономически оправдано ее использования в качестве ресурса-заменителя, может быть найдено при выполнении соотношения равенства чистых дисконтированных доходов для замещаемого и замещающего ресурса NPVj=NPV_i°.

Заметим, что наряду со снижением затрат на изготовление продукции за счет использования более дешевого заменителя вместо минерального сырья, производитель получает экономию других ресурсов (например, затрат на электроэнергию), а также рост потребительских свойств готовой иродукции (например, снижение теплопроводности пенобетонных блоков). Некоторые результаты замещения золошлаковыми отходами минерально-сырьевых ресурсов при производстве строительных материалов приведены в табл. 7.9.

Рис. 7.4. Изменение соотношения NPV добычи минерального сырья (замещаемого ресурса) и NPV от использования золошлаковых отходов (ресурса-заменителя) для различных сроков начала замещения ресурсов:

• ? — замещаемый минеральный ресурс;
• ? — ресурс-заменитель (золошлаковые отходы);
• ? — разница между оценками ресурса-заменителя и замещаемого ресурса

Таблица 7.9

Результаты использования золошлаковых отходов в качестве замещающего ресурса при производстве строительных материалов

Наряду с непосредственным экономическим результатом от замещения золошлаковыми отходами минерального сырья, который характеризуется снижением затрат на производство продукции и сокращением ущерба от загрязнения окружающей среды накопленными отходами, следует указать и опосредованный результат замещения — снижение затрат финансовых ресурсов и времени изготовления строительных конструкций, а также повышение их потребительских свойств. С точки зрения общества эти составляющие также целесообразно ввести в формулу оценки NPVчто приведет к возрастанию оценки экономической целесообразности замещения добываемого минерального сырья золошлаковыми отходами.

Глубокое экономическое исследование этой проблемы, разработка вычислительных схем, основанных на равенстве чистых дисконтированных доходов для замещаемого и замещающего ресурсов, которое обосновывает экономическую целесообразность замещения минерального сырья, даст возможность создать методический инструментарий, позволяющий проводить комплексную оценку непосредственных и опосредованных результатов от применения золошлаковых отходов в качестве замещающего ресурса.

Авторы: Новоселов Андрей, Новоселова Ирина, Потравный Иван, Мелехин Евгений