?
Выигрыш от эффективного управления водными ресурсами
Проблема эффективного совместного использования истощаемых и возобновляемых природных ресурсов особенно актуальна применительно к водным ресурсам, так как последние необходимы не только для любого процесса производства, но и для обеспечения жизнедеятельности человека.
Интерес к вопросу о выигрыше общества от оптимального регулирования доступа к истощаемому источнику подземных вод был порожден парадоксальным результатом, полученным в статье [Gisser M., Sanchez D.A. Competition versus Optimal Control in Groundwater Pumping// Water Resources Research.Vol. 31, 1980]. Экономическая теория прогнозирует неэффективность открытого нерегулируемого доступа в силу двух эффектов: игнорирования внешних эффектов, связанных с перегружаемостью блага, и близоруким поведением агентов. Первый эффект называют «проблемой трагедии общины», он имеет место и в статических моделях, а в данном контексте проистекает из игнорирования эффекта увеличения издержек водоотбора при сокращении запаса подземных вод. Второй эффект специфичен именно для динамических моделей. Близорукое поведение увеличивает потери, так как создает дополнительные стимулы к чрезмерно быстрому истощению подземного источника. Однако, несмотря на наличие двух источников неэффективности при режиме открытого доступа полученные в работе [Gisser, Sanchez 1980] оценки потерь для подземного источника в бассейне реки Пекос штата Нью-Мексико оказались близки к нулю. Этот результат получил в экономической литературе название эффекта Гиссера-Санчеза. Парадоксальность выявленного эффекта стимулировала дальнейшие исследования в этой области, которые, однако, приносили весьма противоречивые результаты.
Поскольку проводимые исследования базировались на природных источниках, различающихся по многим характеристикам, и зачастую использовали различные модификации моделей, то вопрос о том, какие параметры и каким образом влияют на величину этих потерь, так и остался открытым. В то же время этот вопрос принципиально важен, так как со временем проблема истощения источников чистой пресной воды для многих регионов становится все более актуальной.
Заметим, что в большинстве стран мира водные источники находятся в собственности государства, а права водопользования предоставляются на возмездной основе. Однако при этом возникает вопрос о том, как устанавливать соответствующую плату и в какой последовательности использовать различные природные источники воды и их технологические заменители, такие как технологии оборотного водоснабжения и/или опреснения морской воды.
Теоретические аспекты вопросов эффективного водопользования затрагиваются в целом ряде исследований, однако имеются лишь единичные попытки оценить выгоду от оптимального управления водными ресурсами по сравнению с режимом статуса-кво. Так, в статье [Holland S. & M. Moore, Cadillac Desert Revisited: property rights, public policy and water-resource depletion, JEEM, vol.46, 2003] был проанализирован выигрыш общества от реализации проекта строительства водоотводного канала в Центральной Аризоне. Как показали авторы, несмотря на то, что сам проект при оптимальном выборе момента его реализации сулил некоторую выгоду, неверный выбор момента его ввода (на 80 лет раньше оптимального момента) повлек огромные убытки для общества, причем не только по сравнению с оптимальным моментом его ввода, но и по сравнению с ситуацией, если бы этот проект не был реализован вовсе). Важность выбора момента внедрения новой технологии продемонстрирована и в работе [Roumasset J., C.A.Wada, Ordering Renewable Resources: Groundwater, Recycling, and Desalination // The B.E. Journal of Economic Analysis & Policy: Vol. 11: Iss. 1 (Contributions), Article 28, 2011], где для случая подземного источника в регионе Pearl Harbor (Гавайи) показано, что оптимальное переключение на альтернативный ресурс-заменитель дает небольшой выигрыш в благосостоянии (около 0.6%), но при этом слишком раннее внедрение этой технологии может привести к потерям, которые в несколько раз превышают этот потенциальный выигрыш.
Вопрос перехода к эффективным тарифам на воду довольно болезнен для населения, так как сопряжен с повышением тарифов для многих групп потребителей, отменой имевшей место во многих странах практик и перекрестного субсидирования, которая предполагала поддержание низких тарифов для населения за счет высоких тарифов для предприятий. Если выигрыш от перехода к эффективным тарифам при определенных комбинациях параметров окажется несущественным, то такая тарифная реформа для соответствующих регионов теряет всякий смысл.
Аналогичная проблема возникает в контексте внедрения ресурсосберегающих технологий: необходимо оценить выигрыш от внедрения подобных технологий в зависимости от момента ее внедрения.
В данной работе предпринимается попытка объяснить природу парадокса Гиссера-Санчеза, проанализировав зависимость выигрыша от оптимального управления от таких характеристик, как запас подземных вод, пополнение запаса в результате дождевого стока, издержки производства альтернативного ресурса – заменителя. Кроме того, в работе анализируются потенциальные выигрыши общества от учета дифференциации водопользователей, а также от использования водосберегающих технологий в зависимости от момента их внедрения.
Анализ базируется на подходе имитационного моделирования. На основе построенной модели оптимального управления водными ресурсами региона получены численные оценки выгоды от оптимального и квазиоптимального (оптимального при имеющихся ограничениях) управления водными ресурсами (расчеты проведены в MATLAB) и проведен анализ чувствительности полученных оценок к изменению внешних параметров. В частности показано, что выигрыш от оптимального управления (в процентном выражении) изменяется немонотонно с ростом запаса подземных вод, а именно, при очень маленьком и очень большом запасе подземных вод потери от неэффективного управления оказываются невелики, однако при промежуточных значениях запасов потери от неэффективности могут быть весьма существенными.
Рассмотрены также модификации базовой модели, учитывающие дифференциацию водопользователей и возможность использования альтернативных источников водоснабжения. Показано, что как повсеместное внедрение ресурсосберегающих технологий, так и универсальная тарифная реформа не всегда оправданы, так как выигрыш от перехода к эффективному регулированию может оказаться незначительным, а само реформирование сопряжено со столь значительными затратами, что общество может проиграть от реализации подобных мер.
В книге
